偏侧咀嚼运动对大脑皮层影响的功能性磁共振成像研究

郑国清（河北省保定市新市区医院放射科 071000）

功能性磁共振成像来侦测脑中的反应区域得到的信号是相对且非定量的，使得人们质疑它的可靠性。因此，还有其他能更直接侦测神经活化的方法[如氧抽取率（OEF），估算多少带氧血红素被转变成去氧血红素的方法]被提出来，但由于神经活化所造成的电磁场变化非常微弱，过低的信噪比使得至今仍无法可靠地统计定量[1]。偏侧咀嚼是一种较常见的口腔不良习惯，本实验利用先进的功能性磁共振成像（fMRI）手段对单侧咀嚼运动时脑功能活动进行研究，为进一步探索偏侧咀嚼习惯的发病机制提供了新的思路。

1 资料与方法

1.1 一般资料 根据本院2006年3月至2012年3月收治入院的左、右侧偏侧咀嚼患者20例，其中男8例，女12例；年龄16～58岁，平均（28.9±4.2）岁；偏侧咀嚼史2～14年，平均（5.6±2.3）年。纳入标准：所有患者牙列完整，偏侧牙列有明显磨耗，无颞下颌关节炎症或功能不良，无牙治疗或修复史，无精神疾病病史。受试者被告知研究内容，进行实验前先作紧咬牙运动的训练。并签署知情同意书。

1.2 图像的采集 所有患者均采用Siemens公司Magneton Vision1.5T超导MR扫描仪，使用头线圈或头颈联合线圈，成像序列包括T1－FLAIR、T2－FLAIR和T2WI，层厚5mm，层距1.5mm。在此基础上，行FLAIR序列轴位扫描；TR／TI／TE＝8 500ms／2 100ms／120ms。轴位层面与T2加权像轴位层面相对应。FOV 220mm，矩阵256×256，激励次数为2。由两名相同资历的放射学医师分别采用7种视觉分级方法，独立在工作站进行WMLs评分，并记录各自所得结果.

1.3 数据处理 图像重建后应用正弦sinc插值法进行头动校正，对齐并与MNI（Montreal Neurological Institute）模板进行空间标准化。标准化后的数据以Gaussian核心法（7×7×7）进行平滑并统计学分析。采用Talairach daemon client软件进行坐标值的脑区判定。

2 结 果

偏侧咀嚼患者在紧咬牙运动时，均显示了初级躯体运动感觉皮层、岛叶、前额叶皮层、顶叶皮层和颞叶皮层的激活。在激活区cluster≥3个体素的参数条件下，组分析结果显示单侧咀嚼运动时，偏侧中央前回（M1）的激活均强于另一侧。详见表1。

表1 前侧咀嚼患者咬紧牙运动大脑皮层的激活

3 讨 论

正常情况下，人们是交替地用两侧牙齿咀嚼谷物的。但也有许多人从小养成了一种用一侧牙齿咀嚼食物的习惯，医学上称为偏侧咀嚼[2]。日久可引起一系列危害，其中最主要的是歪脸畸形。出现颜面两侧显著不对称，形成歪脸畸形，影响美观。偏侧咀嚼还可造成牙齿排列不齐、错颌等。由于下颌的牙列经常向咀嚼侧运动，所以就使得下前牙的正中线向咀嚼侧错位，以致使得后边的牙齿形成刃对刃的咬合，甚至反颌[3]。另外，平时在咀嚼食物时，由于食物在牙面上不断地摩擦和唾液的持续冲洗，对牙齿能起到自洁作用。而废用侧的牙齿，由于长期不咀嚼，就会失去这种自洁作用，日久该侧牙齿就会堆积大量的牙垢、牙结石，造成牙龈发炎、萎缩，甚至引起牙齿松动脱落[3－4]。此外，由于咀嚼侧运动量大，使牙面磨损过大，造成牙本质过敏，长期下去，还可引起下颌关节弹响、疼痛等症状。偏侧咀嚼所致的歪脸畸形，主要是由于一侧的坏牙、龋病，错颌、牙周病及其他病灶牙的存在所致[5]。当恢复双侧咀嚼功能后，颜面左右不对称的发育畸形可停止发展。如成人的歪脸也可以通过外科正牙矫治取得理想效果[6]。

fMRI是一种对大脑没有伤害的诊断和实验研究方法，被广泛应用于认知神经科学研究领域，用来探讨人类认知过程与情绪活动的脑机制，对感知觉、注意、语言以及情绪等的脑功能定位进行研究，揭示了认知与情绪过程的神经生理基础[7－8]。该技术具有较高的空间分辨率，从理论上可以精确到100μm，但在实际运用中，由于很多因素限制了其空间分辨率，在一般的皮层区（如视觉皮层区）可达到1～2mm的分辨率，可是仍然可以对不同脑区的心理功能进行准确的定位[9－10]。而且，还可以通过对患者和健康人认知的脑功能定位对照，了解大脑的功能定位情况[11－12]。本研究中采用旨在探讨偏侧咀嚼患者紧咬牙运动大脑皮层的激活情况，分析偏侧咀嚼对脑功能活动的影响。结果显示偏侧咀嚼患者在紧咬牙运动时，均显示了初级躯体运动感觉皮层、岛叶、前额叶皮层、顶叶皮层和颞叶皮层的激活。在P＜0.001，激活区cluster≥3个体素的参数条件下，组分析结果显示单侧咀嚼运动时，偏侧中央前回的激活均强于另一侧。

参与运动功能网络包括初级运动皮层、运动前区、辅助运动区和小脑，除此之外还包括基底节特别是背侧纹和苍白球[13]。一些研究认为辅助运动区（SMA）在扣带回前部到中央前沟的区域，运动前区（PMA）位于中央前沟的前部和后部，连接额上沟的侧面。小脑前叶有运动执行功能，后叶外侧是有线（Onlining）运动功能。基底节参与运动参数、运动准备、使运动成为自动性、使连续运动流畅、抑制不想要的运动、适应新环境、使被奖励行为流畅以及运动学习和计划等功能。还参与简单的运动如趾或指连续自由速度伸屈运动[14－15]。Davis等[16]证明各功能区有顺序从中央向外排列，符合传统皮层运动倒置的侏儒图。他们认为初级运动皮层手的功能图没有质的功能分开，但是显示某些运动的量的优势。简单运动可激活初级运动区，复杂运动需要更多脑皮层区参与运动的协调，更多激活非初级运动区。Creac等[17]认为熟练的、目的明确的手指连续运动兴奋SMA、其他次级运动区、躯体感觉区和顶区。运动想象为心里默想简单或复杂运动的行为，没有明显身体运动。有学者发现初级运动皮层和躯体感觉区神经网络有重叠。这些发现与PET研究相反，PET研究在心里默想时，没有显示初级感觉运动皮层兴奋。这些发现可能反映fMRI方法对精细变化极其敏感。另外想象和执行运动过程中运动皮层的兴奋，想象比执行运动的信号强度低；运动想象和执行共用同样小脑网络，运动想象可能与新皮层的联系有关[18－20]。

尽管目前fMRI研究还存在一些问题，如易受周围组织影响、定位容易出现误差、成像及后处理时间长等，但是由于fMRI具有无创性、高空间分辨率、可多次重复操作、无辐射、无侵袭性等优点[21]，所以越来越受到脑认知研究领域的广泛重视，随着fMRI技术和刺激方案的不断发展和完善，有望解决上述不足，对脑认知进行更加深入研究，并开拓出更广阔的临床应用前景。

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