目的:本课题旨在通过使用高分辨率MRI测量健康国人嗅球和嗅觉相关中枢结构的体积,探讨其随年龄变化规律及与嗅觉功能的相关性;使用功能磁共振成像观察尼古丁成瘾者在戒断状态与满足状态下对香烟嗅觉的诱导刺激引起脑的激活情况,探讨香烟的嗅觉诱导对尼古丁成瘾者的生理以及心理影响及相关脑区的激活机制;利用静息态功能磁共振成像及基于体素的形态学测量技术探讨嗅觉障碍的2型糖尿病患者的相关脑区结构和功能的改变及其与嗅觉功能、认知功能、临床危险因素之间的相关性。对象和方法:第一部分实验选择103名右利手者进行嗅球体积的MRI测量,平均年龄43.8±13.9岁,111名健康志愿者行嗅觉相关脑区测量。MRI设备为1.5T扫描仪,数据采集序列为矢状面3D-FSPGR。在冠状面上以手绘法逐层勾画测量并得到嗅球总体积。3-D MRI-T1高分辨力冠状位上逐层手工测绘并计算嗅觉相关脑区。用Sniffin’Sticks方法检测嗅觉功能,包括嗅觉阈值、嗅觉辨别和嗅觉识别。应用SPSS16.0软件分析各年龄组各嗅觉相关脑区体积的差异性及与嗅觉功能评分相关性,以p<0.05具有统计学差异。第二部分实验选择17名志愿者,含尼古丁成瘾者12例,5例男性非吸烟者作为对照组。尼古丁成瘾者以及对照非吸烟者均使用香烟作为嗅觉刺激物,纸卷作为对照物。采用组块设计,在1.5T MRI设备上行平面回波成像序列扫描。数据处理应用Matlab及SPM、Xjview等软件工具包,p<0.001。第三部分实验选择13例嗅觉障碍的糖尿病患者、19例无嗅觉障碍的糖尿病患者及20例健康志愿者。所有被试者均接受3.0T轴位T1、失状位T2FLAIR和rs-f MRI扫描,得到每个被试的局部一致性(Re Ho)值及低频振幅(ALFF)值。采用方差分析及两独立样本t检验比较三组之间Re Ho值、ALFF值及脑灰质体积的差异。结果:1.男性与女性两侧OB体积存在显著性差异,且均与年龄呈负相关。不同年龄组PRC、SINSC体积存在明显统计学差异。Pearson偏相关分析显示右侧EC、双侧PRC及双侧SINSC体积与年龄呈负相关。各年龄组之间嗅觉功能评分存在明显统计学差异。嗅觉功能评分与年龄呈负相关;PRC体积与嗅觉功能评分有相关性:右侧PRC体积与右侧THR及右侧DIS存在正相关,双侧PRC体积与ID及TDI存在正相关。左侧LINSC体积与左侧DIS存在正相关。2.尼古丁的成瘾者在戒断状态下对香烟诱导的嗅觉刺激呈现多处激活区,而在满足状态下仅双侧前额叶及双侧小脑半球出现激活。在自身的对照研究中发现尼古丁成瘾者的多个脑区在戒断、满足状态下激活程度均有统计学差异。3.VBM结果显示DM组较NC组出现多处脑区体积减少,ODM组较DM组右侧额上回及枕下回体积减小,ODM组较NC组多处脑区体积减小。ALFF结果显示DM组较NC组主要在双侧楔前叶及右侧舌回ALFF值减低,ODM组较DM组在双侧额上、中回眶部等脑区ALFF值减低;ODM组较NC组多处脑区出现ALFF值减低。Re Ho结果显示了DM组较NC组Re Ho减低的脑区分布多处;ODM组与DM组比较Re Ho值减低的脑区分布散在。结论:1.本研究为健康国人提供了相对较大样本量的活体嗅觉相关脑区体积的正常值范围及嗅觉功能评分的正常值范围;嗅球体积随着年龄的增长而减小,嗅觉相关脑区体积也随着年龄增长而减小;健康国人的嗅球、嗅周皮质体积与嗅觉功能之间存在相关性。2.本研究进一步证实了前额叶、中脑边缘系统等脑区在通过鼻腔给予香烟嗅觉的刺激所诱导的吸烟渴望的神经机制中发挥着重要的作用;部分尼古丁成瘾者在面对香烟嗅觉诱导刺激时可出现记忆与熟悉性的脑区即右侧颞中回的激活;双侧小脑半球在戒断、满足状态下也出现明显的激活,说明双侧小脑半球的认知功能亦在此过程中发挥了重要的作用。3.T2DM患者的认知、嗅觉及视觉脑区出现功能及形态的损伤,另有部分脑区可能存在适当的代偿机制导致的该部分脑区灰质体积的增大;对嗅觉功能的有效监测可能会是T2DM发生认知障碍的可靠指标。