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研究背景轻度认知损害（mild cognitive impairment,MCI）是痴呆的高危人群,尤其遗忘型轻度认知损害（amnestic mild cognitive impairment,aMCI）主要进展为阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease,AD）,因此aMCI阶段被认为是AD前期的重要阶段,对该阶段患者认知功能损害机制的研究有助于AD早期诊治。情节记忆损害是aMCI的核心症状。成功的情节记忆提取是回忆过去事件的先决条件,记忆提取过程包括“熟悉（familiarity）”和“回忆（recollection）”两个过程。事件相关电位（event-related potential,ERP）研究发现,执行再认记忆任务时,ERP测定的早期新旧效应成分主要反映“熟悉”过程,晚期新旧效应成分主要反映“回忆”过程,前期研究发现MCI患者新旧效应显著降低。然而,由于ERP技术的空间分辨率较低（厘米级）,很难精准识别上述观察到的头皮电位的脑内发生源。与ERP相比,功能磁共振成像（functional magnetic resonance imaging,fMRI）技术具有较高的空间分辨率,然而,MCI患者情节记忆提取过程的脑激活改变的研究结果并不一致,且荟萃分析发现MCI患者执行情节记忆提取任务时脑区激活模式与健康对照者相似,并未因情节记忆损害而被显著破坏。研究结果不一致可能是由于fMRI技术的时间分辨率较低,不足以精准区分情节记忆提取过程中不同认知成分的脑区激活模式。证据表明,MCI患者已出现注意功能损害,并且MCI阶段注意功能评分可预测AD的疾病进展。Oddball任务诱发的事件相关P300成分反映注意资源分配过程,MCI患者P300波幅降低、潜伏期延长,可能是MCI患者认知功能下降的敏感指标。然而,由于ERP空间分辨率低,难以精确定位P300成分脑内发生源,也难以判断aMCI患者P300成分的脑内发生源是否改变。虽然fMRI可以定位oddball任务中的脑区激活情况,但是fMRI识别的是刺激引起的平均心理反应,并不能精准识别P300成分。同步脑电图（electroencephalogram,EEG）-fMRI技术可将ERP的高时间分辨率和fMRI的高空间分辨率相结合,为认知功能的研究提供更好的方法。因而,本研究采用同步EEG-fMRI技术探究aMCI患者情节记忆和注意功能损害的神经机制。此外,荟萃分析发现P300潜伏期随AD疾病进展而延长,在区分健康老年人与MCI、AD时具有较高的敏感性和特异性;并且研究证据一致发现MCI患者灰质体积减小。但目前仍不明确其与P300潜伏期延长的关系。因此本研究结合ERP和结构MRI探讨aMCI患者P300潜伏期延长的潜在脑结构基础。第一部分基于同步EEG-fMRI技术探究aMCI患者情节记忆损害的神经机制目的:采用同步EEG-fMRI技术探究aMCI患者情节记忆提取阶段脑功能动态活动是否受损。方法:26名aMCI和29名正常对照（normal control,NC）受试者完成多维度认知功能评估。所有受试者执行词语再认记忆任务时同步采集ERP和fMRI数据。采用以下策略分析同步ERP-fMRI数据:1)单独fMRI分析确定受试者成功记忆提取状态下脑激活的空间分布;2)单独ERP分析识别记忆提取中的两种ERP成分:早期新旧效应和晚期新旧效应;3)采用基于fMRI约束的EEG成像分析检测成功记忆提取状态下各激活脑区活动随时间的波动特征;4)采用基于EEG信息的fMRI分析检测与ERP早期和晚期新旧效应相关的fMRI活动脑区。结果:成功记忆提取状态下,aMCI组与NC组均出现双侧楔前叶（precuneus,Pcu）/后扣带回、左侧顶下小叶（inferior parietal lobule,IPL）和左侧外侧前额叶皮层（lateral prefrontal cortex,LPFC）等脑区激活（体素水平p<0.005,团块大于15个体素）。基于fMRI约束的EEG成像分析中,aMCI组左侧IPL和LPFC中未表现出NC组所显示的新旧效应。基于EEG信息的fMRI分析发现,与NC组相比,aMCI组与ERP早期新旧效应和晚期新旧效应分别相关的Pcu和左侧海马功能活动显著下降（体素水平p<0.005,团块大于15个体素）。结论:尽管aMCI组与NC组成功记忆提取相关核心脑区分布相似,但两组间各脑区功能活动随时间的波动特征显著不同;结合ERP新旧效应信息的fMRI分析有助于精准区分aMCI患者“熟悉”和“回忆”认知成分相关的fMRI脑功能活动。本研究发现提示,高时间高空间分辨的同步EEG-MRI技术是开发AD早期敏感生物学标记的重要手段。第二部分基于同步EEG-fMRI技术探究aMCI患者注意功能损害的神经机制目的:采用同步EEG-fMRI技术探究aMCI患者P300成分相关的脑区活动是否受损。方法:30名aMCI和31名NC受试者完成多维度认知功能评估。所有受试者执行视觉oddball任务时同步采集ERP和fMRI数据。采用以下策略分析同步ERP-fMRI数据:1)单独fMRI分析确定受试者执行oddball任务时脑激活的空间分布;2)单独ERP分析识别P300成分;3)采用基于单试次EEG信息的fMRI分析检测aMCI患者P300成分相关的fMRI活动脑区。结果:单独fMRI分析显示,与NC组相比,aMCI组右侧缘上回（supramarginal gyrus,SMG）和右侧额下回（inferior frontal gyrus,IFG）激活增加（Alpha Sim校正,α=0.05,体素水平p<0.005,团块大于16个体素）,并且这两个脑区激活值与反应时间（response time,RT）呈负相关（右侧SMG:r=-0.311,p=0.019;右侧IFG:r=-0.388,p=0.003）。基于单试次EEG信息的fMRI分析显示,与NC组相比,aMCI患者中与P300成分相关的右侧海马和左侧中央后回（postcentral gyri,Po CG）功能活动显著下降（Alpha Sim校正,α=0.05,体素水平p<0.005,团块大于16个体素）。结论:结合P300信息的fMRI分析有助于精准定位aMCI患者P300成分相关的fMRI脑功能活动,为aMCI患者注意功能损害提供证据。第三部分基于ERP和结构MRI探究aMCI患者注意功能损害的结构基础目的:结合ERP和结构磁共振成像（magnetic resonance imaging,MRI）探讨aMCI患者P300潜伏期与灰质体积改变的关系。方法:34名aMCI和34名NC受试者完成多维度认知功能评估。所有受试者执行视觉oddball任务时记录其ERP数据,并对受试者进行结构MRI扫描。两项测试在同一天完成。结果:与NC组相比,aMCI组顶叶P300潜伏期延长（t66=2.45,p=0.017）,双侧颞极和左侧海马/海马旁回灰质体积减少（Alpha Sim校正,α=0.05,体素水平p<0.005,团块大于46个体素）。aMCI组中延长的P300潜伏期与减少的左侧海马体积呈显著相关（r=-0.416,p=0.014）。此外,中介分析发现P300潜伏期在右侧SMG体积对Stroop色词测验A（Z分数）的调控中起中介作用（间接效应,β=0.183,95%CI=[0.005,0.510]）。结论:aMCI患者左侧海马体积越小,P300潜伏期越长,提示左侧海马体积减少是P300潜伏期延长的潜在结构基础。