中央视野缺损患者V1区与中央偏置面孔选择性区域功能连接降低的神经机制研究

【字体: 时间:2025年07月05日 来源:Brain Structure and Function 2.7

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  本研究针对中央视野缺损(如黄斑变性)患者,通过静息态功能磁共振成像(RS-fMRI)技术,首次揭示了初级视觉皮层(V1)中央表征区与梭状回面孔区(FFA)的功能连接选择性减弱现象。研究人员发现,这种连接缺陷仅存在于右半球且与视觉输入条件无关,而外周视野相关脑区(PPA)连接保持完整,为理解视觉通路重组机制提供了新证据,对开发视觉康复策略具有重要临床意义。

  

研究背景与意义
人类视觉系统如同精密的城市交通网络,初级视觉皮层(V1)是接收视网膜信号的"中央车站",而高级视觉区域则是专门处理面孔、场景等信息的"功能分区"。黄斑变性(MD)作为发达国家首要致盲疾病,会摧毁通往"中央车站"的视网膜输入,但奇怪的是,患者虽失去中央视力,却仍能部分识别外周场景,唯独难以辨认面孔。这种选择性障碍暗示:视觉通路可能存在"分区停电"现象——与中央视野对应的神经环路是否发生了特异性损伤?

英国约克大学和利兹大学的研究团队在《Brain Structure and Function》发表的研究给出了关键答案。他们发现MD患者V1区中央表征区(<5°视野)与梭状回面孔区(FFA)的功能连接显著减弱,而外周表征区(>5°)与海马旁回位置区(PPA)连接保持完整。这种"选择性断联"现象仅在右半球显著,揭示了视觉信息加工的功能偏侧化特征,为理解视觉剥夺后的脑重组机制提供了新视角。

关键技术方法
研究纳入6例双侧中央视野缺损患者和15例视力正常对照,采用3T磁共振采集静息态fMRI数据(双眼闭合/睁眼注视各6分钟)。通过FreeSurfer软件生成基于视网膜拓扑图谱的V1分区(中央/外周表征区),结合HCP-MMP1.0多模态图谱定位FFA和PPA。采用FSL软件计算ROI间功能连接强度,以Fisher's Z分数转换后进行混合方差分析,控制眼球运动等混杂因素。

主要研究结果

选择性功能连接缺陷

  • 右半球中央V1-FFA连接显著减弱(p=0.029,ηp2=0.227),而外周V1-PPA连接保持正常
  • 左半球未发现显著组间差异,支持面孔加工的右半球优势理论
  • 睁眼/闭眼条件结果一致,排除视觉输入差异的干扰

连接特异性验证

  • 中央V1-PPA等跨偏置区域连接未受影响
  • 患者外周区域连接呈现增强趋势(Z分数+0.15),提示可能的代偿机制

讨论与展望
这项研究首次证实了视觉剥夺会导致"偏置对齐"的功能连接特异性损伤——即仅影响具有相同视野偏置(中央视野-FFA)的神经环路。右半球特异性损伤与临床上面孔识别障碍的高度吻合,为解释MD患者"看得见场景却认不出人脸"的矛盾现象提供了神经机制解释。

该发现对视觉康复具有双重启示:一方面提示传统视野训练需针对性地强化中央-FFA通路;另一方面外周视觉区域的潜在可塑性为代偿性康复策略提供靶点。研究采用的静息态fMRI技术克服了传统任务态fMRI对患者配合度要求高的局限,为评估无视网膜输入者的脑功能状态建立了新范式。未来研究可结合视野精确测绘和纵向追踪,进一步揭示视觉剥夺后的动态重组规律。

(注:文中所有专业术语如静息态功能磁共振成像RS-fMRI、梭状回面孔区FFA等均按原文大小写格式呈现,统计指标如ηp2严格保留原文标注方式)

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