课件：汪凯老年神经变性疾病的认知神经心理学研究.ppt

老年神经变性疾病的 认知神经心理学研究,汪 凯 安徽医科大学认知神经心理学实验室 Email: ,认知神经心理学 Cognitive Neuropsychology,脑 神经,行为 心理 认知,神经心理学,行为神经病学,神经心理学的发展,神经心理学,认知神经心理学,脑科学的时代,Milner Penfield: MLT 与记忆（1958） Sperry：裂脑人,半球不对称性（1970）,认知神经心理学方法 神经心理学研究思路举例 行为神经病学研究和举例,认知神经心理学方法,生物学 脑结构 脑功能 脑CT/MRI/DTI: 电生理 ERP 脑代谢PET fMRI:,行为学 对否 正确率 快慢 反应时 问卷 纸笔 电脑,CT / MRI,脑代谢成像 任务-激活,2-(4-methylamino-phenyl)-6-hydroxybenzothiazole (Pittsburgh Compound),67-year-old control,Alzheimer patient,PET brain images,ERP 情绪,fMRI + EEG,神经心理学实验：问卷与量表,韦氏量表 MMSE MoCA 认知功能筛查量表（wangkai）,神经心理学实验：纸笔实验,画钟 连线 方向判别,神经心理学实验：电脑 自动记录反应时间和正确率,视觉空间觉功能线段方向判定测验,视知觉和视结构能力进行初步评估 测试方法 评分方法： 两条线段方向都正确得1分 错1条得0.5分 两条都错不得分 最高分为30分,线段方向判定测验(Judgment of line orientation test)图例,视觉空间觉功能Hooper 视觉组织测验,测查将分离的片断画组织成整体的视觉空间感知能力 测查方法 计分方法：回答完全正确得1分，回答出某些名称得0.5分,Hooper视觉组织测验图例,短时记忆/注意广度 数字广度测试（Digital Span，DS）,集中注意能力、瞬时记忆力以及抗信息干扰 测验包括顺背和倒背数字 测试方法： 顺背数字 倒背数字 计分方法：正确复述的最高位数记分,HKU-AHMU Neuropsychological Battery,情景记忆-中文听觉词汇测验（AVLT）,词作为识记材料，可以测查受试者的短时记忆、长时记忆和再认等记忆功能 测试方法 ： part A ：鼓、窗帘、铃铛、茶叶、学校、父亲、月亮、花园、帽、农民、耳朵、天鹅、颜色、房屋、河流 Part B ：桌子、骑兵、小鸟、鞋子、火炉、山、眼镜、毛巾、白云、船、羊、手枪、铅笔、教堂、鱼,情景记忆 Ruff路线学习测验（RLLT）,测查视觉空间短时和长时记忆 测试方法 记录总步骤正确数、总步骤错误数、记忆练习次数，以及立即回忆和延迟回忆的正确和错误步骤数。,Stroop 额叶流畅性测试 威斯康辛卡片实验,注意网络测试,工作记忆 情景记忆,心理理论 风险决策,认知神经心理学实验范式,前瞻性记忆 记忆检测,执行功能(Executive function),注意与抑制,任务管理,计划,监控,编码,执行功能,Science, 1999, 283: 16571661,Company Logo,Stroop 测验,本测验可以检查注意集中力、选择注意力、反应抑制能力和执行功能,Company Logo,威斯康辛卡片分类测验,Company Logo,注意网络测试（ANT）,记忆的多系统,工作记忆 N back,0 back: 1 back: 2 back: 3 back:,A,B,A,X,非X,“”键,”键,A,B,C,A,”键,“”键,B,D,”键,“”键,A,B,C,A,D,”键,“”键,B,E,”键,“”键,”键,“”键,Cereb. Cortex (2003),Company Logo,学校,天鹅,香烟,汽车,学校,灯泡,袜子,台风,乌龟,项目记忆测试 (Item memory),Company Logo,钢笔,橡皮,直尺,图片,冰箱,源记忆测试 (Source memory),Company Logo,基于事件的前瞻性记忆实验-EBPM,老虎 橡皮 文具合 圆珠笔 圆规 日记本 三角板 钢笔 猴子 书本 铅笔 直尺,电视机 冰箱 空调 萝卜 洗衣机 收音机 照相机 录音机 影碟机 电话机 电脑 菠菜,Tap,太阳 爸爸 妈妈 舅舅 叔叔 弟弟 哥哥 姐姐 月亮 爷爷 奶奶 妹妹,心脏 肝脏 狗 大脑 脊柱 肺脏 脾脏 肾脏 胰腺 猫 膀胱 子宫,大衣 背心 长裤 西服 苹果 夹克衫 连衣裙 短裤 葡萄 内衣 睡衣 西裤,眼睛 嘴巴 耳朵 桌子 鼻子 手指 脚趾 胸部 腹部 头发 板凳 颈部,黄瓜 番茄 青椒 土豆 电视机 冬瓜 南瓜 青菜 卷心菜 冰箱 萝卜 洋葱,Tap,饼干 蛋糕 长颈鹿 巧克力 奶糖 瓜子 话梅 水果糖 大饼 骆驼 口香糖 果冻,EBPM：The number of correct Tap,Company Logo,基于时间的前瞻性记忆实验-TBPM,38 42 73 29 36 9 46 75 19 94 57 28,12 34 56 73 82 23 45 58 40 11 26 89,94 55 76 82 63 98 43 86 42 79 61 57,75 82 66 54 49 72 38 85 67 47 52 36,TBPM：The number of correct Tap,38 42 73 29 36 9 46 75 19 94 57 28,12 34 56 73 82 23 45 58 40 11 26 89,94 55 76 82 63 98 43 86 42 79 61 57,75 82 66 54 49 72 38 85 67 47 52 36,Company Logo,学习： 海关走私,记忆监测实验 FOK-EM,回忆： 海关？,能再认的可能性？ 1.完全不知道 2. 20%知道 3.40%知道 4.60%知道 5.80%知道 6.肯定知道,再认： 文具 背心 走私 商店 歌曲,20min,回忆,FOK判断,再认,5S,15S,5S,学习,5S,学习： 二胡歌曲,.,线索提示回忆失败后对目标是否能正确再认出的预见性判断,20对（线索词-目标词）,Company Logo,社 会 认 知,社会线索识别,社会问题解决,注视方向,情绪识别,失言识别,社会活动排序,风险决策,博弈测验,社会认知实验范式,情绪识别,风险决策,博弈测验,情绪识别,风险决策,Company Logo,5,心灵理论-基本情绪的识别,喜 惊 怕 悲 厌 怒 中,实验材料,眼区情绪识别,渴望的,惊呆的,伤心的,激动的,眼区复杂情绪识别,Company Logo,心灵理论（善解人意）- 失言识别,李静送给王芳一个漂亮的茶杯作为生日礼物。几个月以后，她们俩在王芳家玩时，李静不小心打碎了那个杯子，“不要紧”王芳说，“这杯子不知是谁送给我的生日礼物，我根本不喜欢它。”,问题一：故事中是不是有人说了一些不该说的话？(识别) 问题二：谁说了不该说的话？（理解） 问题三：为什么不应该那样说？（理解听者心理） 问题四：为什么那样说？（理解说者心理） 问题五：李静送给王芳什么样的生日礼物？（对照问题）,Company Logo,心灵理论-漫画实验,初级信念，初级错误信念，次级信念，次级错误信念，三级信念，现实感，互惠理解，欺骗理解，欺骗侦查理解,Cambridge Gamble Task,Risk taking task,Game of Dice Task,Iowa gambling task,风险决策,Company Logo,爱荷华博弈测验（IGT）,A,B,D,A、B累计输大于赢,C、D累计赢大于输,C,风险决策的学习,Company Logo,骰子博弈测试 (GDT),指标：测查冒险（risk-taking）被试者自己决定赢钱概率, 已知概率 已知回报 风险选择(单个数字与两个数字组合，获胜概率50%),风险选项,安全选项,冒险特质,提示：选择20获得分值最少，但是无风险，选择40或者80获得分值较多，但是有被扣掉40或者80的风险。,风险决策测验（Risk-taking task）,冒险特质,Company Logo,剑桥博弈测试CGT,分析指标 平均赌注百分比 (betting behaviour ) 选择颜色比例多的盒子的百分比 (Choice behaviour ) 风险调整(risk adjustment:受试者在风险情况下，根据红色盒子：蓝色盒子比例，而 作出的更有利的赌注选择反应的增加的百分率),已知概率 自己决定风险下赌注(X%) 起始分值为100分。 任务： 判断黄色点 在哪个颜色盒子中， 正确，赢得+ (X% 当前总分值) 错误，赢得- (X% 当前总分值),（冒险和风险调节能力）,神经心理学方法 神经心理学研究思路举例 行为神经病学研究和举例,认知神经心理学,从神经的角度,探讨认知/心理等高级功能的神经机制, 神经心理学测试 神经心理学实验 ERP TMS 研究不同认知/心理受损的特点,找出“分离”证据，为认知理论和模型提供支持和修正的证据（最重要证据） 记忆 注意 执行功能 情绪 社会认知等,视觉特征分析器,记忆或表征系统,视觉再认单元,假设一 功能模块化 （Functional modularity),认知加工的心理过程是由一系列相对独立的成分协同完成的，这些成分在功能上相对独立,视觉刺激,语言输出词典,语言输出,视觉信息加工的模型,苹果,假设二 解剖模块化（anatomical modularity) 各功能有自身相对独立的神经组织基础,Ventral pathway,Dorsal pathway,视觉信息加工的 what / where 通路假设及其神经基础,A与B功能在病灶1与2中的表现,双分离 单分离 BrocaWernick Broca,神经心理学对神经病学的贡献: 高级脑功能的定位和再定位,语言的表达和理解 由Broca和Wenicke脑区 语言-左侧半球，音乐-右侧半球 视觉的特征分析 V3V4 空间忽视与顶叶有关 情绪、注意,注意的神经心理学研究,注意网络 （Posner, 1990）,警觉网络,定向网络,执行网络,ANT experiment,注意网络的神经心理学研究,这些证据支持 Posner的注意学说 三个独立的注意网络,注意网络 （Posner, 1990）,警觉网络,定向网络,执行网络,丘脑等,小脑/顶叶,额叶/基底节等,Could the brain be compartmentalized into performing separate distinct functions?,The Whole/network,vs.,The Parts,神经心理学的基本假设 ?,认知神经心理学方法 神经心理学研究思路举例 行为神经病学研究和举例,脑 神经,行为 心理 认知,行为神经病学,行为神经病学,从行为/认知/心理的角度,探索不同脑结构的高级功能, 额叶 颞叶 枕叶 顶叶 小脑 研究不同神经疾病的行为/认知/心理的改变,并为其诊断/康复/药物治疗等提供依据和手段. 痴呆 癫痫 脑血管 MS 睡眠 疼痛 述情障碍 精神分裂症 抑郁 焦虑 躁狂等,行为神经病学研究的意义,研究脑行为相互关系, 提供高级功能的定位诊断 药物、外科、康复等治疗提供疗效判定标准和预后的评定指标,Neurological degenerative diseases 是指遗传性和内源性原因造成的神经元变性和继发性脱髓鞘变化的一组慢性、多变化的进展性疾病 本组疾病共同特点: 老年 发病隐匿，通常不能回忆出准确的起病日期 缓慢进行性发展，病程较长，通常以年计算 病灶呈选择性，常常是一定解剖部位的一个或几个系统的神经元受损 症状多样化 实验室检查变化较少，缺乏特异性生物学标记物 影像学检查可以正常或轻至重度的脑萎缩性改变,神经变性疾病： 大脑皮质变性： 阿尔兹海默病（AD) 额颞叶痴呆(FTD) 基底节变性： 帕金森病（PD) 进行性核上性麻痹 Huntington病 脑干小脑变性：各种小脑共济失调（cerebella ataxia) 脊髓变性： 进行性痉挛性截瘫 弗里德赖希共济失调(Friederichs ataxia) 运动系统变性：运动神经元病(MND) 多系统变性：多系统萎缩（multiple system atrophy),神经系统变性疾病,遗传因素,其他因素,进行性 神经细胞 变性,运动神经 功能障碍,自主神经 系统,认知障碍,&,Model for the progression of loss of neuronal function in neurodegenerative disorders. There is a prolonged period during which loss of neuronal function has occurred but symptoms have not yet appeared.,Cognition,阿尔茨海默病是由德国一位精神病学家和神经病理学家Alois Alzheimer第一次描述的,它是一种多发生在老年人的神经系统变性疾病 临床主要表现为记忆障碍、 认知障碍、 人格改变等, 严重影响患者的生活和社交能力 病情呈进行性加重，在几年内丧失独立生活能力，10年左右常因并发感染而死亡 是造成痴呆的最主要的原因,轻度认知功能障碍(MCI) 是介于正常老化和痴呆之间的一种临床状态，处于这种状态的个体存在超出其年龄所允许范围的认知障碍，但仍能维持功能完好，达不到痴呆的诊断标准,Alzheimers disease,2011 Alzheimers disease facts and gures Alzheimers & Dementia,2011,Percentage changes in selected causes of death (all agesa) between 2000 and 2008,成功老人 正常老人,AAMI,MCI,痴呆,正常 记忆力衰退 严重障碍,生活能力障碍,其他认知功能障碍,MCI,脑老化与认知功能障碍的演变,SCI,Normal Cognition,Prodromal Dementia,Dementia,Age related memory impairment,MCI,Stable Or Reversible Impairment,Other Dementias,Alzheimers Disease,Vascular Dementia,Reversible,Mixed,Mixed,MCI 与 痴呆,SCI,MMSE,YEARS,MILD AD DEMENTIA MMSE 26-18 CDR 0,5-1, GDS 3-4,MODEARA AD DEMENTIA MMSE 22-10 CDR 1-2,GDS 4-6,SEVERE AD DEMENTIA MMSE 12-0 CDR 2-3, GDS 6-7,EARLY AD MMSE 30-24 CDR 0,5, GDS 2-3,SCI MCI,Modified: Reisberg et al Alzh Dis Assoc Disord, 1994, 8,正常老人AD的演变,Multimodal techniques for diagnosis and prognosis of Alzheimers disease Nature，2009,Biomarkers and Alzheimers disease,MCI,AD,Normal,VBM 基于体素脑体积测量 Red：显著萎缩 Green: 更严重萎缩,71,1. 默认网络激活下降； 2. 颞叶中皮质(MTL)激活上升; Behav Neurol. 2009 ; 21(1): 6375,Alzheimers disease影像学研究 resting state fMRI,Memory,Attention,Emotion,Theory of mind,Decision making,AD,73,RM in aMCI and AD,Alzheimer病的源记忆及项目记忆的损害,PM in aMCI and AD,P0.01,Alzheimer病的的前瞻性记忆的损害,EBPM,TBPM,Source M,Item M,summary of memory in aMCI,前瞻性记忆,情景性记忆,The alerting effect increased with age across both healthy aging and Alzheimers disease(AD) groups, whereas the congruency effect increased with the AD group but not with the healthy aging group There were no signicant modulations of the orienting network,Neuropsychology，2006,Attention Networks in Normal Aging and Alzheimers Disease,Patient FTD：11 AD：6 MCI：8 CBD：2 PNFA：2 PSP：3 SD：10 NC：22,ACC Subjects were more accurate in the congruent condition than the incongruent condition， and there was also a signicant main effect of group There was also a signicant group by congruency interaction indicating that patients showed greater conict-related accuracy effects than healthy controls. RT Subjects responded more quickly in the congruent condition than the incongruent condition, There was also a signicant main effect of group, indicating that healthy controls responded more quickly than patients . The congruency by group interaction was not signicant,AD show selective preservation in identifying disgust from static pictures of faces These data may reect sparing of the basal ganglia in the early stages of the disorder,Emotion,Recognition of disgust is selectively preserved in Alzheimers disease Neuropsychologia,2008,Theory of mind in patients with frontal variant frontotemporal dementia and Alzheimers disease Brain ,2002,Theory of mind in AD and FTD,Decision making,IGT,Impact of ambiguity and risk on decision making in mild Alzheimers disease Neuropsychologia,2008,PAG,Impact of ambiguity and risk on decision making in mild Alzheimers disease Neuropsychologia,2008,Decision-making with explicit and stable rules in mild Alzheimers disease Neuropsychologia,2007,骰子博弈GDT,服后5d左额前区、扣带回前部、左枕叶、左海马后部激活较基线显著增加,Challenging the cholinergic system in mild cognitive impairment: a pharmacological fMRI study NeuroImage,2004,加兰他敏对认知功能的影响,Working memory,Episodic memory,服药前,服药后,右侧楔前叶，右侧额叶中部激活较吃药前明显增强,额颞叶痴呆额叶变异型(fvFTD) 语义性痴呆 进行性非流利性失语,额颞叶变性 Front temporal lobar degeneration,MRI,Bv FTD （tau+) picks disease,bvFTD(tau+) MAPT mutation,bvFTD (U+) GRN mutation,bvFTD (U+) FUS mutation,89,记忆障碍,与正常人相比，变性病相关痴呆皆存在记忆问题,AD情景记忆损伤最为明显，FTD次之,记忆障碍,FTD病人近期与远期自传体记忆皆存问题，远期记忆损伤表现更加明显。,病情严重程度与记忆损伤相关,AD表现远期记忆相对保留，而近期记忆损伤明显。 FTD表现远期记忆损伤更加明显。,自传体记忆：越远的事越不容易忘,FTD的情绪认知研究,FTD病人存在情绪认知障碍。 FTD病人负性情绪认知 较正性情绪差。 Brain (2002), 125, 2286-2295,情绪识别障碍,情绪面孔及声音识别皆存在问题,Theory of mind in patients with frontal variant frontotemporal dementia and Alzheimers disease Brain ,2002,FTD的心理理论研究,FTD的风险决策研究,肌萎缩侧索硬化 （ALS) 是运动神经元的变性疾病（MND） 。 影像学依据：ALS存在前额叶萎缩、额颞叶代谢下降 认知如何： 额叶与决策有关，ALS决策行为如何？,Lancet Neurol 2007,6: 9941003,ALS与额颞叶痴呆的关系,Cognitive impairment in ALS,Lancet Neurol 2007,99,Cognitive impairment in ALS,Amyotrophic Lateral Sclerosis. 2009, 113,Clinical Neurophysiology 120 (2009) 659664,ALS patients showed increased N1 activity and attenuated N2 and P3 activities,Comparison of ALS subgroups, limb-onset (ALS-l) and bulbar-onset (ALS-b), indicated increased N1 activity and attenuated P3 activities in ALS-b compared to ALS-l,ERP confirmed cognitive impairment in ALS,Experimental Neurology 217 (2009) 147153,anterior cingulate cortex, posterior cingulate cortex left inferior parietal cortex right inferior parietal cortex,执行功能,Changes of resting state brain networks in ALS,前瞻性记忆,ALS的记忆研究,失言识别结果：,ALS的失言识别研究,爱荷华博弈测验,ALS的风险决策研究,Risk-taking结果：,SW, ratio of safe choice after win; DW, ratio of dangerous choice after win; SL, ratio of safe choice after lost; DL, ratio of dangerous choice after lost.,ALS的风险决策研究,临床表现主要为肌强直、静止性震颤、运动迟缓和姿势步态异常等 一般认为中脑黑质多巴胺能神经元缺失、多巴胺释放减少，导致前额叶-纹状体-丘脑环路功能紊乱,帕金森病（Parkinson disease）,PD认知损伤概况,与正常对照相比，PD病人MMSE、执行功能、注意、stroop均存在障碍。 Exp Aging Res. 2006 ; 32(4): 411429,帕金森病患者认知概况,ANT,PD的注意网络研究,PD的记忆监测研究,PD病人-说谎不能,1.和正常被试相比，PD病 人对实际情况反应无差异， 提示PD病人记忆正常。 2.PD病人在说谎实验中， 正确率与正常被试相比明显 下降，提示额叶转换功能受 损。 Brain 2009: 132; 13861395,PD病人存在情绪认知障碍，且不是由于执行功能障碍导致 Brain and Cognition 74 (2010) 5865,PD病人情绪认知研究-音乐情绪失认,Parkinsonism and Related Disorders 16 (2010) 466-470,眼区情绪识别,PD的心理理论研究,选择趋势,获得的金钱总额,Parkinsonism and Related Disorders 16 (2010) 453-457,PD的风险决策研究-爱荷华博弈测试,注：*p0.05。 两组被试者选择选项1、3的差异有统计学意义，选择选项2、4没有差异 PD组选择最多的是风险最大的选项即一个数字，而HC组选择最多的是三个数字的联合,PD的风险决策研究-骰子博弈测试,JOURNAL OF CLINICAL AND EXPERIMENTAL NEUROPSYCHOLOGY 2010, 32 (6), 573578,Huntington认知损伤概况,Neuropsychologia 45 (2007) 32723284,HD: Simultanagnosia 同时失认,Neuropsychologia 48 (2010) 27192729,情绪面孔,情绪音乐,情绪图片,Huntington 情绪认知研究,小脑共济失调认知损伤概况,Behavioural Neurology 23 (2010) 1729,脑,行为,神经,心理,认知,发表的SCI论文29篇,1 Alison KY Ip; Kai Wang; Chun-hua Xi; Pan-pan Hu; Henry KF Mak; Shi-hui Han; Chetwyn CH Chan， Faux pas deficits in people with medial frontal lesions as related to impaired understanding of a speakers mental state， Neuropsychologia, Online. 2 Wang H B, Ma N, Yu Y Q, Chen Y R, Wang K, & Zhang D R. Is the contribution of the amygdale to the sex- and enhancement-related effects of emotional memory time-dependent? Neurobiology of Learning and Memory. 2010,93:1-7 3 Gu X, Liu X, Guise KG, Fossella J,Wang K,et al. Alexithymic Trait and Voluntary Control in Healthy Adults. PloS ONE. 2008, 3(11): e3702. doi:10.1371/journal.pone.0003702 4 Huai-dong Cheng, Kai Wang, Jun-jun Wang, et. al. Time based prospective memory impairment in patients with thalamic stroke. Behavioral Neuroscience, 2010,124 (1):152-158. 5 Huai-dong Cheng, Kai Wang, et. al. Prefrontal cortex involvement in the event-based prospective memory: evidence from patients with lesions to prefrontal cortex. Brain Injury, 2008, 22 (9):697-704. 6 Chetwyn CH Chan , Raymond Wong , Kai Wang, Tatia MC Lee Emotion recognition in Chinese people with schizophrenia Psychiatry Research 2008 ,157,67-76 7 Wang YG, Wang YQ, Chen SL, Zhu YC, Wang K Theory of mind disability in major depression with or without psychotic symptoms: A componential view, Psychiatry Research 2007, 161(2), 153-161 8 Zhu CY, Lee, TMC, Wang K, Impairments of social cues recognition and social functioning in Chinese schizophrenics Psychiatry and Clinical Neuroscience, 2007,61,149-158 9 Lee TMC, Chan MWC, Chan CCH, Gao J, Wang K, Chen EYH. Prose memory deficits associated with schizophrenia Schizophrenia Research 2006, 81, 211-215,行为神经病学的论文,10 Wang K, Hoosain R, Lee TMC, Yu Meng, Yang RM, Perception of six basic emotional facial expression by Chinese Journal of Cross Cultural Psychology, 2006, 37(6),623-629 11 Du J, Li J, Wang Y, Jiang Q, Liversley WJ, Jang KL, Wang K, Wang W. 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