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多尺度人腦神經結構連結之建立：老化歷程與性別差異影響

為了解決NBA stream link的問題，作者許至琹 這樣論述：

人腦是一個複雜的結構，其中白質神經纖維在大腦區域之間傳輸和整合大量信息方面起著關鍵作用，釐清大腦連結方式至關重要，因其揭示了白質結構連結如何在不同情況下支持大腦功能與變化。擴散磁振造影成像技術是基於描述每個體素內水分子的擴散運動方向來提供對比。白質中由被髓鞘所包裹且整齊排列的軸突所組成，其所造成的水分子擴散方向性差異進而能夠用來量化白質微結構形態與推論其神經走向。此外，借助進階擴散模型和神經纖維追蹤術可用於研究大腦白質連結體。利用此一優勢，本論文利用進階之擴散磁振造影技術與擴散模型建構白質結構連結，由多尺度展示大腦區域之間連結方式與其之下的白質微結構狀態，並討論老化與性別在白質神經纖維結構連

結之影響。在本論文的第一部分中，我們利用進階擴散模型與結構限制神經追蹤術，來探索眶額葉皮層連結架構，並將擴散磁振造影所建構之神經連結矩陣與先前之侵入性示踪劑和功能性研究進行比較。結果顯示外側眶額葉和內側眶額葉皮質的連通性並不相同。內側眶額葉和腹內側前額葉皮層與獎勵相關的前扣帶回區域連結而外側的眶額葉則與其緊密相連的額下回與胼胝體上側的前扣帶回有直接聯繫，而這些區域是與非獎勵與懲罰相關之區域。此外，外側和內側眶額葉也具有不同的運動輸出路徑，外側眶額葉更加依賴額下回來連接緣上回、頂下葉與一些前運動皮質區，而內側眶額葉和腹內側前額葉皮質則與腹側紋狀體有很強的連接，這可能與獎勵運動歷程有關。這項研究通

過增加直接的結構連結來擴展功能性連結的證據，並評估了基於非侵入性人腦結構連結的可行性。於第二部分中，以白質神經連結為基礎，我們進一步探討在老化的過程中，白質神經微結構之變化。結果顯示，軸向和徑向擴散率對與年齡相關之白質微結構變化更為靈敏，此外，性別因子於白質微結構的衰老效應中，女性之大腦神經纖維退化的轉折年齡比男性約晚五年，但其徑向擴散率改變速度則顯著的大於男性。女性於年齡、白質微結構和認知功能表現之間的關係具有較大的間接效應，這顯示女性大腦白質之投射和聯繫纖維較脆弱且風險較高，並會對視覺空間和執行功能產生負面之影響。本論文的最後一部分，重建了男女群體的全腦的神經結構連結體，用以評估男女在大腦

連結架構與其在受攻擊時的變化是否存在群組差異。男性和女性的全局大腦效率水平相似，但其局部的連結架構並不相同。此外，男性的大腦模塊分布較女性來的不對稱，當大腦結構連結受到攻擊時，男性大腦模塊的對稱性變化小，而女性大腦模塊的對稱性則明顯降低，這可能表明女性大腦的連結架構可能比男性更不穩定或更容易受到影響。本論文驗證進階磁振造影技術所建構之白質結構連結之可行性，並將之應用於釐清年齡和性別因子之影響，由多尺度的角度觀察大腦白質神經連結，可以幫助我們更清楚的了解人腦結構，並增強探索不同情況下的大腦功能與結構變化之能力。