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大脑额下沟是位于额中回与额下回之间的沟，起自于中央前沟下端附近，属前后走行，走向颞极。目前国内主要将额下沟分为三种类型，即“一段”型、“二段”型和“三段”型[1]。运动性语言区(Broca区)位于额下回后1/3部，额下沟后方，在出生后其功能的性别差异及侧别差异具有统计学意义[2]。而研究[3]发现，胎儿时期额下沟开始出现的胎龄、发育成熟时的胎龄及每个时期额下沟弯曲度等性别差异和侧别差异均无统计学意义。Broca区功能差异对额下沟发育具有一定的影响，分析额下沟的解剖学的性别差异和侧别差异对Broca区功能研究具有一定的参考意义。我们对额下沟在横断面、冠状面及矢状面断层图像上的空间走行规律及发育特征作一探讨。现作报道。
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选取健康右利手大学生或研究生志愿者40名，均知情同意，自愿参加。其中男20名，女20名；年龄21~28岁。
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本研究采用头颅连续MRI断层扫描，扫描基线为连合间线；扫描野24 cm×24 cm，分辨率512×512，层厚2 mm，层间距0 mm，扫描过程保持头颅固定。MRI扫描数据由MRI工作站计算机生成标准Dicom3.0格式，将原始数据导入eFilm Workstation软件进行额下沟识别。
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将原始Dicom3.0格式数据转换成.jpg格式文件，用Photoshop软件打开。调整每张图像大小为24 cm×24 cm，分辨率为21.333像素/厘米。利用Photoshop软件信息面板的坐标功能，建立以连合间线中点为原点的二维坐标系，对每横断面额下沟的最外侧点进行读取坐标值，并分析每横断面的差异性。左右方向为X值、前后方向为Y值、横断面与基线横断面层数之差χ2为Z值；正负仅代表方向，左半球(X值)、连合间线中点之前(Y值)、基线以上(Z值)为正，右半球(X值)、连合间线中点之后(Y值)、基线以下(Z值)为负，本研究进行统计学分析时均以绝对值进行计算。
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左右侧数据采用配对样本t(t′)检验，性别间采用独立样本t检验。
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研究结果显示，不同性别情况下，额下沟在横断面出现层数差异无统计学意义(P＞0.05)(见表 1)。
分组 n 右侧 左侧 χ2 P 男性 415 204 211 女性 419 213 206 0.24 ＞0.05 合计 834 417 417 表 1 不同性别情况下额下沟在横断面出现层数比较(n)
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比较不同侧别情况下每层横断面额下沟Y值，结果显示，女性右侧Y值均大于左侧，但除Z=18.000 0 mm层面外(P＜0.01)，女性左右侧Y值差异均无统计学意义(P＞0.05)(见表 2)。
Z值/mm n 右侧Y值/mm 左侧Y值/mm t P 30.000 0 10 -42.400 0±6.066 3 41.000 0±4.761 0 -0.57 ＞0.05 28.000 0 14 -44.333 3±4.274 0 41.600 0±4.560 7 -1.64 ＞0.05 26.000 0 19 -44.000 0±5.000 0 42.600 0±4.718 8 -0.89 ＞0.05 24.000 0 24 -44.666 7±5.280 0 42.833 3±4.549 4 -1.29 ＞0.05 22.000 0 28 -44.000 0±5.320 5 44.142 9±3.718 1 -0.12 ＞0.05 20.000 0 32 -44.250 0±5.157 5 43.500 0±3.829 7 -0.66 ＞0.05 18.000 0 33 -44.705 9±5.474 5 41.125 0±4.759 2 -2.84 ＜0.01 16.000 0 35 -44.555 6±5.260 5 42.352 9±5.578 3 -1.70 ＞0.05 14.000 0 36 -44.210 5±5.691 9 42.250 0±5.698 0 -1.46 ＞0.05 12.000 0 35 -43.894 7±5.141 3 41.875 0±5.772 1 -1.55 ＞0.05 10.000 0 32 -43.411 8±4.677 9 41.600 0±5.717 1 -1.39 ＞0.05 8.000 0 27 -43.428 6±5.154 8 42.000 0±4.899 0 -1.04 ＞0.05 6.000 0 22 -43.833 3±6.407 9 44.000 0±6.582 9 -0.09 ＞0.05 4.000 0 18 -40.250 0±3.918 8 41.000 0±6.815 0 -0.40* ＞0.05 2.000 0 17 -40.250 0±4.464 1 40.000 0±6.855 7 -0.13 ＞0.05 0.000 0 10 -42.000 0±3.741 7 40.000 0±6.000 0 -0.89 ＞0.05 *示t′值 表 2 女性每层横断面额下沟Y值侧别差异比较(x±s)
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男性左、右侧额下沟X值均大于女性，在右侧Z=2~10 mm、14~16 mm、20~26 mm层面，左侧Z=2 mm、10~16 mm、24~30 mm层面，男女X值差异均有统计学意义(P＜0.05~P＜0.01)(见表 3)。
Z值/mm n 右侧X值/mm n 左侧X值/mm 男性 女性 t P 男性 女性 t P 30.000 0 12 -45.000 0±7.238 -42.400 0±6.066 0.95 ＞0.05 11 49.000 0±6.542 41.000 0±4.761 3.30 ＜0.01 28.000 0 14 -45.250 0±6.670 -41.333 3±4.274 1.85 ＞0.05 14 47.750 0±5.897 41.600 0±4.567 3.09 ＜0.01 26.000 0 18 -45.777 8±5.607 -42.000 0±5.000 2.13 ＜0.05 20 46.200 0±5.767 42.600 0±4.718 2.16 ＜0.05 24.000 0 23 -45.818 2±5.325 -42.666 7±5.280 2.02 ＜0.05 22 46.800 0±5.513 42.833 3±4.549 2.60 ＜0.05 22.000 0 25 -45.166 7±5.149 -42.000 0±5.320 2.14 ＜0.05 27 44.923 1±8.703 42.142 9±3.718 1.53* ＞0.05 20.000 0 32 -45.750 0±6.104 -42.250 0±5.157 2.48 ＜0.05 30 44.875 1±8.830 43.500 0±3.829 0.78* ＞0.05 18.000 0 32 -45.142 9±6.310 -42.705 9±5.474 1.65 ＞0.05 32 45.125 0±7.865 42.125 0±4.759 1.85 ＞0.05 16.000 0 34 -45.375 0±5.044 -42.555 6±5.260 2.26 ＜0.05 35 46.888 9±6.867 42.352 9±5.578 3.03 ＜0.01 14.000 0 36 -47.000 0±4.732 -44.210 5±5.691 2.26 ＜0.05 36 46.736 8±6.740 42.250 0±5.698 3.05 ＜0.01 12.000 0 34 -46.000 0±5.342 -43.894 7±5.141 1.66 ＞0.05 30 45.571 4±7.240 41.875 0±5.772 2.19 ＜0.05 10.000 0 33 -46.250 0±5.157 -43.411 8±4.679 2.34 ＜0.05 29 45.714 3±7.097 41.600 0±5.717 2.43 ＜0.05 8.000 0 29 -45.733 3±5.006 -42.428 6±5.158 2.48 ＜0.05 26 45.230 8±7.769 42.000 0±4.899 1.79 ＞0.05 6.000 0 26 -44.857 1±5.245 -40.833 3±6.409 2.48 ＜0.05 21 46.000 0±6.261 43.000 0±6.582 1.51 ＞0.05 4.000 0 17 -44.666 7±5.291 -40.250 0±3.988 2.75 ＜0.01 19 44.444 4±5.547 41.000 0±6.815 1.71 ＞0.05 2.000 0 15 -45.142 9±5.520 -40.250 0±4.441 2.67 ＜0.05 18 45.142 9±8.071 40.000 0±6.855 2.06 ＜0.05 0.000 0 8 -46.000 0±9.165 -42.000 0±3.741 1.14 ＞0.05 10 45.600 0±8.763 40.000 0±6.000 1.67 ＞0.05 *示t′值 表 3 每层横断面双侧额下沟X值性别差异对比(x±s)
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在左侧Z=18~20 mm和Z=24 mm层面，男性额下沟Y值均大于女性(P＜0.01)，其他各层面男女性左侧Y值差异均无统计学意义(P＞0.05)(见表 4)。
Z值/mm n 左侧Y值/mm 男性 女性 t P 30.000 0 11 -36.450 0±4.019 8 -33.900 0±7.179 1 1.03 ＞0.05 28.000 0 14 -39.750 0±6.825 2 -37.020 0±4.218 7 1.27 ＞0.05 26.000 0 20 -41.230 0±6.561 0 -39.360 0±4.835 1 1.03 ＞0.05 24.000 0 22 -43.060 0±7.211 3 -39.650 0±5.998 1 17.93 ＜0.01 22.000 0 27 -43.253 8±7.658 6 -40.664 3±5.024 0 1.47* ＞0.05 20.000 0 30 -44.671 4±8.939 1 -39.268 7±6.756 5 2.64 ＜0.05 18.000 0 32 -44.268 8±6.775 4 -39.500 0±5.707 7 3.05 ＜0.01 16.000 0 35 -43.261 1±6.760 9 -41.347 1±6.017 2 1.25 ＞0.05 14.000 0 36 -42.542 1±6.285 4 -43.362 5±7.358 4 -0.51 ＞0.05 12.000 0 30 -43.071 4±5.727 2 -43.675 0±7.563 6 -0.35 ＞0.05 10.000 0 29 -43.278 6±5.834 3 -43.626 7±7.689 6 -0.19 ＞0.05 8.000 0 26 -43.992 3±6.094 7 -43.415 4±8.212 0 0.29 ＞0.05 6.000 0 21 -43.618 2±6.842 1 -43.020 0±8.170 5 0.26 ＞0.05 4.000 0 19 -44.000 0±6.746 7 -46.060 0±7.442 3 -0.89 ＞0.05 2.000 0 18 -41.357 1±8.329 4 -47.022 2±8.578 4 -2.01 ＞0.05 0.000 0 10 -39.540 0±9.143 5 -44.420 0±9.362 5 -1.18 ＞0.05 *示t′值 表 4 每层横断面左侧额下沟Y值性别差异比较(x±s)
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大脑额下沟位于额中回与额下回之间，1980年崔志潭等[1]首次通过大脑半球标本将额下沟起点分为三类，随后学者们也对额下沟进行过研究，但主要集中在额下沟起点与中央前沟之间关系。随着MRI设备的发展，核功能成像对脑功能的研究备受学者们的关注，Broca区与语言产生、视觉注意力、意识知觉等形成有密切关系，LINDENBERG等[4]发现该区域解剖结构具有明显的差异性。
本研究发现，不同性别情况下，额下沟在横断面出现层数差异无统计学意义。闫家阁等[3]研究89例胎儿头颅(178侧大脑半球)额叶脑、沟发育规律，发现额下沟全部出现后并无弯曲，为直线型，额下沟的后段加深最明显，并且左右侧额下沟间的差异并没有统计学意义。本研究与此观点一致，额下沟在越靠近大脑中轴处，后天发育变异度越小。
本研究发现，女性右侧Y值均大于左侧，但除Z=18 mm层面具有显著差异外，女性左右侧Y值差异均无统计学意义。LIAKAKIS等[5]在一个485例神经影像研究中发现，额下沟参与语言的感知和产生，语言的产生是左侧大脑半球占主导，右利手者的语言功能主要在左侧大脑半球，然而，语言的侧别性优势并不是意味着左利手的语言功能在左侧大脑半球。右侧额叶皮质一直与抑制控制有关，近年来神经影像学研究认为右侧前额叶皮质在抑制控制中具有重要的作用[6]。CAI等[7-8]通过多重定量技术分离右侧前额叶皮质的功能和作用，发现抑制控制中右侧额叶皮质几乎无所不在，在理解抑制控制的神经影像方面具有重要意义。右侧额叶皮质在抑制控制实施过程中扮演了不同的角色，在抑制控制中具有一定的机械性本质[9]。最近有研究[10]报道，额叶皮质受到非参与所需要的意志力抑制，而非抑制频繁刺激。大量有用信息的定量分析及任务诱发反应与时间脉冲波形有关，脑内解剖结构的功能很难使用常规分析了解清楚[11]。额下沟存在较为明显的侧别性差异，左侧额下沟较右侧变异度更大，主要是前后方向，而恰恰Broca区位于左侧额下沟后方，因此，其差异性更多是因为其Broca功能区所导致，反之，额下沟在前后方向变异度大者其Broca区功能较为显著。
本研究发现，男性左、右侧额下沟X值均大于女性，在右侧Z=2~10 mm、14~16 mm、20~26 mm层面，左侧Z=2 mm、10~16 mm、24~30 mm层面，男女X值差异均有统计学意义。性别差异在心理过程中的证据表明不同性别具有不同的认知区域范围[12]，性别差异对心理过程形成具有极大影响。HILL等[13]通过使用脑图数据库进行数据分析和预先设计的激活实验，发现女性更多的激活边缘和额叶结构。在认知和语言能力方面，性别差异已被证实具有统计学意义，大脑中枢定位与侧别性优势功能的差异解释了这种可能性。额下沟的性别差异主要是因为左右方向所致，因此，额下沟在左右方向变异度大者，往往意味着其Broca区功能更为活跃。
额下沟开始出现的胎龄、发育完全及额下沟的弯曲度侧别性差异及性别差异不大，额下沟在后天发育中，由于大脑功能的差异导致后天发育出现变异，额下沟在越靠近大脑中轴处，后天发育变异度越小。额下沟在前后方向及左右方向变异度大者，其Broca区功能往往更为显著。
大脑额下沟断层解剖学相关性研究
Correlative study on the sectional anatomy of inferior frontal sulcus in human brain
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摘要:
目的探讨健康右利手成人额下沟的形态学特征及其侧别差异与性别差异，为Broca区功能研究提供解剖学参考。 方法对40名健康右利手成人头颅MRI的横断面、冠状面及矢状面断层图像的80侧额下沟进行统计分析，研究额下沟的侧别差异及性别差异。 结果不同性别情况下，额下沟在横断面出现层数差异无统计学意义（P>0.05）。女性右侧额下沟Y值均大于左侧，但除Z=18 mm层面外（P < 0.01），各层面左右侧Y值差异均无统计学意义（P>0.05）。男性左、右侧额下沟X值均大于女性，在右侧Z=2~10 mm、14~16 mm、20~26 mm层面，左侧Z=2 mm、10~16 mm、24~30 mm层面，男女X值差异均有统计学意义（P < 0.05~P < 0.01）。在左侧Z=18~20 mm和Z=24 mm层面，男性额下沟Y值均大于女性（P < 0.01），其他各层面男女性左侧Y值差异均无统计学意义（P>0.05）。 结论额下沟在越靠近大脑中轴处，后天发育变异度越小，额下沟在前后方向及左右方向变异度大。 Abstract:ObjectiveTo explore the morphological characteristics, bilateral and gender differences of the inferior frontal sulcus(IFS) in right-handed healthy adults, and provide the anatomical reference for the function study of Broca's area. MethodsThe transverse, coronal and sagittal planes of MRI images of 80 unilateral IFS in 40 right-handed healthy adults brain were statistically analyzed, and which was used to investigate the bilateral and gender differences. ResultsThe difference of the transverse layer number of IFS between two genders was not statistically significant(P>0.05).The Y value of right IFS was greater than that of left IFS in female, and the differences of the right Y value among other layers except for Z=18 mm layer were not statistically significant(P>0.05).The X value of left and right IFS in male was greater than that in female, and the differences of the X value at Z=2-10 mm, 14-16 mm and 20-26 mm layers of right IFS, and Z=2 mm, 10-16 mm and 24-30 mm layers of left IFS between male and female were statistically significant(P < 0.05 to P < 0.01).At Z=18-20 mm and Z=24 mm layers of left IFS, the Y value in male was greater than that in female(P < 0.01), and the differences of the Y value of other layers of left IFS between female and male were not statistically significant(P>0.05). ConclusionsThe closer to the brain middle axis the IFS, the smaller the acquired developmental variability of IFS is, and the larger the variabilities of IFS at the direction of forward-backward and left-right are. -
表 1 不同性别情况下额下沟在横断面出现层数比较(n)
分组 n 右侧 左侧 χ2 P 男性 415 204 211 女性 419 213 206 0.24 ＞0.05 合计 834 417 417 
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表 2 女性每层横断面额下沟Y值侧别差异比较(x±s)
Z值/mm n 右侧Y值/mm 左侧Y值/mm t P 30.000 0 10 -42.400 0±6.066 3 41.000 0±4.761 0 -0.57 ＞0.05 28.000 0 14 -44.333 3±4.274 0 41.600 0±4.560 7 -1.64 ＞0.05 26.000 0 19 -44.000 0±5.000 0 42.600 0±4.718 8 -0.89 ＞0.05 24.000 0 24 -44.666 7±5.280 0 42.833 3±4.549 4 -1.29 ＞0.05 22.000 0 28 -44.000 0±5.320 5 44.142 9±3.718 1 -0.12 ＞0.05 20.000 0 32 -44.250 0±5.157 5 43.500 0±3.829 7 -0.66 ＞0.05 18.000 0 33 -44.705 9±5.474 5 41.125 0±4.759 2 -2.84 ＜0.01 16.000 0 35 -44.555 6±5.260 5 42.352 9±5.578 3 -1.70 ＞0.05 14.000 0 36 -44.210 5±5.691 9 42.250 0±5.698 0 -1.46 ＞0.05 12.000 0 35 -43.894 7±5.141 3 41.875 0±5.772 1 -1.55 ＞0.05 10.000 0 32 -43.411 8±4.677 9 41.600 0±5.717 1 -1.39 ＞0.05 8.000 0 27 -43.428 6±5.154 8 42.000 0±4.899 0 -1.04 ＞0.05 6.000 0 22 -43.833 3±6.407 9 44.000 0±6.582 9 -0.09 ＞0.05 4.000 0 18 -40.250 0±3.918 8 41.000 0±6.815 0 -0.40* ＞0.05 2.000 0 17 -40.250 0±4.464 1 40.000 0±6.855 7 -0.13 ＞0.05 0.000 0 10 -42.000 0±3.741 7 40.000 0±6.000 0 -0.89 ＞0.05 *示t′值
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表 3 每层横断面双侧额下沟X值性别差异对比(x±s)
Z值/mm n 右侧X值/mm n 左侧X值/mm 男性 女性 t P 男性 女性 t P 30.000 0 12 -45.000 0±7.238 -42.400 0±6.066 0.95 ＞0.05 11 49.000 0±6.542 41.000 0±4.761 3.30 ＜0.01 28.000 0 14 -45.250 0±6.670 -41.333 3±4.274 1.85 ＞0.05 14 47.750 0±5.897 41.600 0±4.567 3.09 ＜0.01 26.000 0 18 -45.777 8±5.607 -42.000 0±5.000 2.13 ＜0.05 20 46.200 0±5.767 42.600 0±4.718 2.16 ＜0.05 24.000 0 23 -45.818 2±5.325 -42.666 7±5.280 2.02 ＜0.05 22 46.800 0±5.513 42.833 3±4.549 2.60 ＜0.05 22.000 0 25 -45.166 7±5.149 -42.000 0±5.320 2.14 ＜0.05 27 44.923 1±8.703 42.142 9±3.718 1.53* ＞0.05 20.000 0 32 -45.750 0±6.104 -42.250 0±5.157 2.48 ＜0.05 30 44.875 1±8.830 43.500 0±3.829 0.78* ＞0.05 18.000 0 32 -45.142 9±6.310 -42.705 9±5.474 1.65 ＞0.05 32 45.125 0±7.865 42.125 0±4.759 1.85 ＞0.05 16.000 0 34 -45.375 0±5.044 -42.555 6±5.260 2.26 ＜0.05 35 46.888 9±6.867 42.352 9±5.578 3.03 ＜0.01 14.000 0 36 -47.000 0±4.732 -44.210 5±5.691 2.26 ＜0.05 36 46.736 8±6.740 42.250 0±5.698 3.05 ＜0.01 12.000 0 34 -46.000 0±5.342 -43.894 7±5.141 1.66 ＞0.05 30 45.571 4±7.240 41.875 0±5.772 2.19 ＜0.05 10.000 0 33 -46.250 0±5.157 -43.411 8±4.679 2.34 ＜0.05 29 45.714 3±7.097 41.600 0±5.717 2.43 ＜0.05 8.000 0 29 -45.733 3±5.006 -42.428 6±5.158 2.48 ＜0.05 26 45.230 8±7.769 42.000 0±4.899 1.79 ＞0.05 6.000 0 26 -44.857 1±5.245 -40.833 3±6.409 2.48 ＜0.05 21 46.000 0±6.261 43.000 0±6.582 1.51 ＞0.05 4.000 0 17 -44.666 7±5.291 -40.250 0±3.988 2.75 ＜0.01 19 44.444 4±5.547 41.000 0±6.815 1.71 ＞0.05 2.000 0 15 -45.142 9±5.520 -40.250 0±4.441 2.67 ＜0.05 18 45.142 9±8.071 40.000 0±6.855 2.06 ＜0.05 0.000 0 8 -46.000 0±9.165 -42.000 0±3.741 1.14 ＞0.05 10 45.600 0±8.763 40.000 0±6.000 1.67 ＞0.05 *示t′值
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表 4 每层横断面左侧额下沟Y值性别差异比较(x±s)
Z值/mm n 左侧Y值/mm 男性 女性 t P 30.000 0 11 -36.450 0±4.019 8 -33.900 0±7.179 1 1.03 ＞0.05 28.000 0 14 -39.750 0±6.825 2 -37.020 0±4.218 7 1.27 ＞0.05 26.000 0 20 -41.230 0±6.561 0 -39.360 0±4.835 1 1.03 ＞0.05 24.000 0 22 -43.060 0±7.211 3 -39.650 0±5.998 1 17.93 ＜0.01 22.000 0 27 -43.253 8±7.658 6 -40.664 3±5.024 0 1.47* ＞0.05 20.000 0 30 -44.671 4±8.939 1 -39.268 7±6.756 5 2.64 ＜0.05 18.000 0 32 -44.268 8±6.775 4 -39.500 0±5.707 7 3.05 ＜0.01 16.000 0 35 -43.261 1±6.760 9 -41.347 1±6.017 2 1.25 ＞0.05 14.000 0 36 -42.542 1±6.285 4 -43.362 5±7.358 4 -0.51 ＞0.05 12.000 0 30 -43.071 4±5.727 2 -43.675 0±7.563 6 -0.35 ＞0.05 10.000 0 29 -43.278 6±5.834 3 -43.626 7±7.689 6 -0.19 ＞0.05 8.000 0 26 -43.992 3±6.094 7 -43.415 4±8.212 0 0.29 ＞0.05 6.000 0 21 -43.618 2±6.842 1 -43.020 0±8.170 5 0.26 ＞0.05 4.000 0 19 -44.000 0±6.746 7 -46.060 0±7.442 3 -0.89 ＞0.05 2.000 0 18 -41.357 1±8.329 4 -47.022 2±8.578 4 -2.01 ＞0.05 0.000 0 10 -39.540 0±9.143 5 -44.420 0±9.362 5 -1.18 ＞0.05 *示t′值
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