心理所研究發現發展性閱讀障礙兒童的動態功能連接異常

　　發展性閱讀障礙（developmental dyslexia, DD）是一種神經發育型障礙，影響5-17%的兒童。大量研究發現，閱讀障礙在靜息態功能連接上存在異常，但以往研究主要以時間平均的方式測量功能連接。近來，越來越多的證據表明，功能腦網絡在一定時間范圍內是動態變化的，而且腦功能網絡動態特征的異常與認知功能障礙密切相關，是腦疾病的重要指標。

　　近期，為探究功能連接的動態特征與閱讀障礙的關系，中國科學院行為科學重點實驗室畢鴻燕研究組開展了一項靜息態功能磁共振成像研究，采用滑動時間窗方法，從全腦網絡、閱讀網絡、局部節點和單邊連接等多個維度比較了22名漢語閱讀障礙兒童與38名同年齡對照組（chronologically age-matched controls, CA）靜息態功能連接的動態特征——時間變異性（圖1）。

圖1. 動態功能連接分析流程

A.160個感興趣區以及28個閱讀相關的感興趣區； B.滑動時間窗方法； C. 全腦網絡、閱讀網絡、局部節點和單邊的時間變異性

　　結果發現，在全腦水平上，閱讀障礙兒童與對照組兒童沒有表現出差異。但在節點水平，閱讀障礙兒童在左側額下回功能連接的時間變異性顯著高于對照組，且這種更高的時間變異性與更差的詞匯量、閱讀流暢性和語音意識相關（圖2）。進一步分析還發現，閱讀障礙這種更高的時間變異性主要來自左側額下回與雙側枕顳區（左側顳中回、左側枕中回、右側楔葉）的功能連接時間變異性增大。這些結果表明，左側額下回的腦功能連接的不穩定性可能是閱讀障礙發生的重要神經機制。

圖2. 節點水平的動態功能連接

A.閱讀障礙在左側額下回更大的時間變異性； B.時間變異性與詞匯量、閱讀流暢性和語音意識的相關

　　此外，該研究還進一步考察了閱讀障礙動態功能連接異常與局部腦區功能和結構特征的關系（圖3）。結果發現，閱讀障礙在左側額下回不穩定的動態功能連接與其下降的局部活動有關，包括低頻波動振幅（amplitude of low frequency fluctuation, ALFF）和局部一致性（regional homogeneity, ReHo），且動態功能連接部分中介了局部腦區活動與閱讀的關系，揭示了動態功能連接、腦區活動與閱讀關系的內在機制。最后，研究發現左側額下回的動態功能連接與灰質（gray matter, GM）體積在對照組中呈顯著相關，而在閱讀障礙中不相關，表明閱讀障礙的動態功能連接受損可能與結構-功能耦合異常有關。

圖3,閱讀障礙動態功能連接與局部腦區功能和結構特征的關系

A.閱讀障礙下降的低頻波動振幅及其與時間變異性的相關； B.閱讀障礙下降的局部一致性及其與時間變異性的相關； C.閱讀障礙的灰質體積及其與時間變異性的相關； D.時間變異性部分中介低頻波動振幅與詞匯量的關系； E 時間變異性部分中介局部一致性與詞匯量的關系

　　該研究首次揭示了閱讀障礙兒童的動態功能連接異常，且這種異常可能來自受損的腦區活動以及功能-結構耦合。研究提示了閱讀障礙一個新的神經標記，加深了研究者們對閱讀障礙致病機制的認識。

　　該研究受到國家自然科學基金項目(31671155，31800954)資助，相關文章已在線發表于Language, Cognition and Neuroscience。

　　論文信息：

　　Yizhen Li+, Junjun Li+, Yang Yang* & Hong-Yan Bi* (2022): Disruption of dynamic functional connectivity in children with developmental dyslexia, Language, Cognition and Neuroscience. https://doi.org/10.1080/23273798.2022.2129084