首发青年重度抑郁症患者脑白质结构网络分析

目的:探讨首发未经治疗青年重度抑郁症患者的脑功能网络变化特征。方法:收集24例首发重度抑郁症患者(抑郁症组)及年龄、性别、受教育年限相匹配的25例健康志愿者(健康对照组),采用汉密尔顿抑郁量表(HAMD)对2组进行抑郁严重程度评定,2组均行头颅磁共振弥散张量成像(DTI)扫描,通过图论方法构建大脑网络,计算相关网络指标,应用Gretna的对模块进行估计,比较2组脑网络属性和模块化特征。结果:抑郁症组同配性较健康对照组增高(t=2.391,P=0.024);抑郁症组左侧补充运动区、右侧颞上回的介中心性值较健康对照组增高(t=2.564,P=0.016;t=2.636,P=0.014);抑郁症组左侧额上回、左侧颞中回、左侧枕中回、左侧中央旁小叶的节点效率较健康对照组降低(t=2.038,P=0.049;t=2.174,P=0.046;t=2.262,P=0.032;t=2.043,P=0.048);抑郁症组右侧杏仁核、左侧脑岛、左侧缘上回的节点最短路径降低(t=2.079,P=0.047;t=2.086,P=0.047;t=2.244,P=0.034)。连边分析显示,抑郁症组右侧尾状核、右侧豆状壳核的连边强度较健康对照组下降(P=0.000;P=0.000);右侧颞上回的介中心性值与HAMD评分呈负相关(r=-0.635,P=0.012)。结论:抑郁症组的脑网络发生异常,与抑郁症相关的某些脑区功能发生改变和重组有关,局部脑区功能可出现代偿。     

人类群体遗传结构的图论主成分分析方法

目的 提出基因频率矩阵的图论主成分分析方法，探讨该法在人类群体遗传结构研究中的应用。方法 从分析基因频率矩阵的结构特征入手，将主成分分析与图论中的最小生成树有机结合，构建人类群体遗传结构的图论主成分模型，并以中国26个汉族人群HLA-A基因座遗传结构分析为例，验证图论主成分分析的科学性和适用性。结果 图论主成分分析的基本步骤可概括为：①对中心化基因频率的协方差矩阵进行主成分分析；②按图论原理求过”t维空间”个点的最小生成树；③利用求“颈”法分割最小生成树；④将最小生成树整合到二维主成分散点图中构建图论主成分分类图。根据此步骤，对中国26个汉族人群HLA-A基因座遗传结构进行了图论主成分分析，分析结果符合中华民族源与流的客观规律。结论 图论主成分分类图既可显示各群体的遗传结构特性，又可利用最小生成树的链接关系揭示各群体间的内在联系；图论主成分分析是分析人类群体遗传结构的一种较好方法。     

基于fNIRS的脑功能连接研究综述

脑功能连接是指脑皮质区域间在神经生理活动上的相互关联,在大脑功能分析中具有重要的地位和作用。功能性近红外光谱技术(functional near-infrared spectroscopy,fNIRS)作为一种新兴的神经影像学工具在脑功能连接的研究领域中愈加受到重视。本文首先简要介绍了fNIRS应用于脑功能检测的基本原理,并结合f MRI从多角度分析了fNIRS应用在静息态脑功能连接研究中的优势与可行性,然后重点介绍了脑功能连接的两种主要分析方法——种子相关分析和基于图论的静息态复杂脑网络分析,最后讨论了基于fNIRS的脑功能连接在认知障碍及相关疾病研究中的应用,使读者对基于fNIRS的脑功能连接的基本理论、研究方法及发展现状有一个较为清晰全面的了解。     

基于静息态脑功能网络特征的额叶癫痫评价基础研究

目的本文旨在利用静息态功能磁共振成像技术,对额叶癫痫(Frontal Lobe Epilepsy,FLE)影响下的脑功能网络特征进行分析,寻找可能的FLE脑损伤客观评价指标。方法利用图论分析方法中的边、节点度、节点效率和介数中心度参数,获得患者组和对照组的这些参数计算结果并进行两样本t检验,分析FLE影响下的脑功能网络变化特征,并进一步研究这种变化特征与发作频率和病程之间的相关性。结果FLE患者组与对照组相比,边、节点度、节点效率和介数中心度参数均有重要统计学差异结果,且发现差异结果中与发作频率和病程存在一定的相关性。结论基于图论分析方法的静息态脑功能网络特征参数有可能作为FLE的评估指标,为FLE的评价提供依据。     

基于弥散张量成像的脑结构网络增龄性变化研究

目的基于弥散张量成像及纤维束追踪技术构建大脑结构网络,研究大脑结构网络增龄性变化。方法分别构建30例青年人和30例老年人的脑结构网络。运用图论分析方法,计算脑结构网络的全局以及局部网络拓扑参数,定量分析年龄对大脑网络全局特性及局部特性变化的影响。结果研究显示人脑结构网络具有小世界属性,脑网络全局特征参数与年龄具有强相关性(P<0.05),平均节点度、局部效率以及全局效率随年龄增长呈明显下降趋势,而平均聚类系数和平均最短路径长度呈上升趋势。脑网络局部特性与大脑全局特性的变化具有一致性,其中右侧楔前叶、左侧颞中回、双侧前扣带和旁扣带脑回、双侧内侧和旁扣带脑回、左侧梭状回、左侧舌回、左侧距状裂等脑区存在显著老化现象。结论大脑网络信息传输效率随年龄的增长而降低,整体机能随年龄增长呈下降趋势,但在局部脑区有着不同的老化机制。     

记忆力减退老年人脑白质网络研究

目的利用MR扩散张量成像(DTI)概率纤维束示踪技术(PFT)和图论法研究主观性记忆力减退(SMD)老年人脑白质网络改变。方法本研究共纳入32例SMD老年人,年龄59～75岁,既往无神经精神疾病史,并随机选取28例无记忆力减退的健康老年人作为对照(HC)组,年龄61～75岁,所有被试均完成3.0 T MR 3D T1WI和DTI。利用PANDA及GRETNA软件对DTI原始数据进行批运算,采用独立样本t检验对2组间脑网络的平均聚类系数(Cp)、特征路径长度(Lp)、标准化Lp(γ)、标准化最短路径长度(λ)、小世界性(ζ)、全局效率(Eglob)、局部效率(Eloc)、节点效率(Ne)和节点最短路径长度(NLp)进行统计学分析,网络矩阵阈值设置为5%～50%,间隔5%,共计10个阈值,控制年龄、性别和教育程度为协变量。结果 SMD组与HC组脑白质网络均呈现小世界网络特点,即γ1(SMD:3.65±0.77,HC:3.74±0.79),λ≈1(SMD:1.35±0.03,HC:1.35±0.04)。当阈值设定为5%、30%和35%时,SMD组Cp较HC组明显减低(P0.05)。10个阈值下SMD组Eloc较HC组明显减低(P0.05)。SMD组后扣带回和额下回岛盖部Ne较HC组明显减低,而NLp明显增大(P0.05)。结论 SMD老年人脑网络具有小世界的一般特点,但部分区域节点传输效率减低,后扣带回和额下回岛盖部的网络属性改变可能与主观记忆力减退有关。     

2型糖尿病脑白质微结构网络拓扑结构改变的相关研究

【摘要】目的：通过扩散张量成像（DTI）探讨2型糖尿病（T2DM）患者脑白质网络结构的改变,为预测糖尿病脑病的发生和发展提供一些客观依据。方法：选取具有完整临床资料且病程为5～20年的T2DM患者30例,同时选择年龄、性别、教育年限相匹配的健康对照组（HCs）志愿者25例,并收集相关的临床资料,包括病程、体重指数（BMI）、空腹血糖（FPG）、糖化血红蛋白（HBA1c）、总胆固醇（TC）、甘油三酯（TG）等。所有被试者均在3.0T磁共振扫描仪上进行头颅DTI检查。采用图形理论分析方法,分析T2DM患者大脑白质结构网络与健康对照（HCs）组之间的差异;采用Pearson偏相关系数计算T2DM患者组脑结构网络的相关特征性参数与临床相关指标的相关性。结果：T2DM患者组“小世界属性”（σ）全局及局部脑结构网络特性参数与健康对照（HCs）组差异有统计学意义（t=2.507,P＜0.05）;T2DM患者组在包括双侧眶部额上回（ORBsup.L,ORBsup.R）、双侧背外侧额上回（SFGdor.L,SFGdor.R）、左侧内侧额上回（SFGMed.L）、左侧额中回（MFG.L）、左侧中央前回（PreCG.L）、左侧嗅皮质（OLF.L）、左侧尾状核（CAU.L）、左侧脑岛（INS.L）等区域的脑结构网络连接较健康对照（HCs）组低,差异有统计学意义（P＜0.05,FDR校正）;T2DM患者组左侧额中回（MFG.L）的局部效率（Eloc）值与血清糖化血红蛋白（HBA1c）值呈负相关（P＜0.05,r=-0.433）。结论：T2DM患者大脑白质网络结构较正常组发生了改变,这些改变可能与糖尿病脑病的发生发展机制有关。     

分子的拓扑与饱和链烷烃的临界体积

用图论的方法研究了饱和链烷烃的临界体积与分子结构间的关系，发现临界体积随结构的变化与Ｗｉｅｎｅｒ指数和极性数密切相关，从而建立了它们间的关系式。据此能由饱和链烷烃的分子结构预测其临界体积。对Ｃ＿４～Ｃ＿９４２个异构烷烃的检验结果表明，计算值与实验值的平均相对偏差为１．７６％，可与Ｐｅｒｒｙ和Ｗｈｉｔｅ提出的方法相比拟。     

脑功能网络的动态相似度计算与度量EI北大核心CSCD

大脑的功能网络会随脑发育、病变、衰老等时间过程改变。现有针对个体间脑功能网络变化的差异(或相似)度量大都是用于评估网络的静态特性的,不适用于评估脑功能网络沿时间轴发生的大跨度、大规模的演变而形成的动态特性。本文提出了一种用于度量脑网络动态相似性的动态网络相似度(DNS)指标。该指标通过结合动态网络的演化和结构特征进行相似度度量。通过四组具有不同演化和结构特征(变化幅度、变化趋势、连接强度分布、连接强度跨度)的模拟动态网络验证了DNS指标的性能。此外,还使用了一组采用经颅直流电刺激(tDCS)治疗的13名中风患者之间脑功能网络的真实数据对DNS指标进行了检验,并与传统静态网络相似度方法作了比较。结果表明DNS指标与模拟动态网络的变化幅度、变化趋势、连接强度分布、连接强度跨度均显著相关。使用DNS指标,可以发现中风患者在tDCS治疗前后运动网络的动态演变具有较强相似性;而利用传统静态网络相似度则不能反映这一动态特性,所得到的患者子组间的相似度结果在治疗前与治疗后差异较大。实验结果表明,DNS指标能够较准确地反映动态网络的演化及结构特性,具有较强的鲁棒性。这一新指标克服了传统静态网络相似度度量方法缺乏总体评估时序脑功能数据能力的缺点。     

高分子液晶BOBCP的图论计算方法

随着分子中的原子数增加,高分子液晶(LCP)的Huckel分子轨道法变得冗繁及困难。本文根据图论提出一种新方法。用这种方法,将高分子液晶的复杂结构图简化成简单的结构图。具体计算了高分子液晶BOBCP的能级分布。