基于rs-fMRI的脑默认模式网络研究进展

【摘要】默认模式网络（DMN）是目前已知人脑静息态（即非执行任务时）起主要作用的脑区集合。先前的研究证实了DMN是一组由空间分离但功能连接密切相关的脑区组成。这也是随着静息态功能磁共振成像（rs-fMRI）技术的发展，对人脑复杂网络研究的重要突破。目前，基于rs-fMRI的DMN研究在多个领域已达到一定的深度及广度。此外，传统中医针灸在DMN的研究中特色鲜明，体现了针灸神经影像交叉学科的独特性。本文对目前rs-fMRI技术在DMN的研究进展进行综述，旨在为神经影像学领域脑网络功能的研究提供借鉴。     

早期帕金森病伴抑郁患者脑网络可控性的初步研究

【摘要】目的：探讨早期帕金森病伴抑郁（DPD）患者脑功能网络的可控性改变。方法：自PPMI数据库中筛选出早期未用药的19例DPD和34例帕金森病不伴抑郁（NDPD）患者,并将性别、年龄及受教育年限相匹配的18 例健康志愿者（HC组）纳入本研究。基于MR 3D-T1WI和扩散张量成像（DTI）构建每例受试者的基于各向异性分数（FA）加权矩阵的脑结构网络,参照脑网络控制理论计算局部脑区的平均可控性和模式可控性,并采用单因素方差分析及事后分析进行组间比较。采用Spearman相关性分析对存在组间差异脑区的平均可控性和模式可控性与15项老年抑郁自评量表（GDS-15）评分进行相关性分析。结果：DPD组的左侧中央前回（F=5.054,P=0.014）、左侧岛盖部额下回（F=3.230,P=0.047）、左侧楔叶（F=3.378,P=0.041）及左侧枕上回（F=6.053,P=0.043）的脑网络平均可控性均较NDPD组降低,且均与GDS-15评分无显著相关性（左侧中央前回：r=0.119,P=0.628;左侧岛盖部额下回：r=0.071,P=0.773;左侧楔叶:r=－0.408,P=0.083;左侧枕上回：r=－0.380,P=0.109）。DPD组右侧颞中回的脑网络模式可控性较HC组降低（F=3.434,P=0.035）,且与GDS-15评分无显著相关性（r=－0.354,P=0.138）。结论：DPD患者脑网络可控性存在异常,可能与DPD患者的神经损伤机制有关。     

下腰痛患者针刺治疗脑功能网络的小世界拓扑特性

目的:利用静息态fMRI探讨针刺治疗下腰痛患者脑功能网络的小世界拓扑特性.方法:纳入下腰痛患者20例,针刺委中及大肠俞穴,分别于治疗前及治疗14 d后行静息态fMRI扫描,构建全脑功能网络,分析针刺前后聚类系数(CP)、最短路径长度(LP)、局部信息交换效率(Elocal)和全局信息交换效率(Eglobal)的拓扑特性...     

基于偏定向相干性的体感振动脑网络研究

目的探究20 Hz体感振动作用对大脑功能状态调节机制的影响规律。方法对12名20~25岁志愿者(6男6女)进行了20 Hz体感振动刺激实验,采集了志愿者振动前和停振后短时及长时效应期间脑电信号,采用基于偏定向相干性(partial directed coherence,PDC)的方法构建了脑拓扑网络,比较分析了刺激前后网络参数(节点度、集群系数)变化。结果振动后,节点入度相对节点出度分布更为集中;大脑左右半球对20 Hz体感振动具有不同的响应,显示出右侧出、入度优势;集群系数减小。结论由脑网络信息流及网络参数的变化得知,20 Hz体感振动刺激能够改变脑网络连接方式及运行效率,从而调节大脑功能状态。     

神经根型颈椎病慢性颈肩痛患者脑默认网络研究

目的 探究神经根型颈椎病慢性颈肩部疼痛患者脑默认网络(DMN)功能连接的变化.方法 搜集22例神经根型颈椎病慢性颈肩部疼痛患者以及22名健康受试者的静息态脑功能数据,运用独立成分分析法分离DMN,对比分析两组受试者DMN连接强度的差异.结果 神经根型颈椎病慢性颈肩部疼痛患者后扣带回、顶下小叶、基底核、丘脑的功能连接强度...     

酒精依赖者脑功能网络损害的静息态fMRI研究进展

【摘要】酒精是一种嗜神经类脂性中枢神经抑制物质,长期饮酒或酗酒将会导致酒精依赖或中毒,不同程度损害大脑的结构及功能,但对于损害机制尚未完全明确。人体大脑空间上相互独立的脑区间的相互作用构成了庞杂的脑网络体系,而慢性饮酒会影响脑网络支持的多种大脑功能,特别是认知功能。慢性酒精依赖者的脑功能网络连接性异常被广泛关注,其可能与酒精依赖及其复发机制有关。功能磁共振成像（fMRI）作为一种较为成熟的成像技术,已广泛应用于脑功能网络方面的研究。本文就慢性酒精依赖者脑功能网络连接损害的静息态fMRI研究进展作一综述。     

脑默认网络临床应用及研究进展

脑默认网络（DMN）已成为神经放射学、认知神经科学等相关领域研究的焦点,其在静息状态下表现出大脑中线和外侧皮质区域功能活动相对活跃的特征,与人类认知及神经精神疾病存在着密切的关系。对该系统主要解剖位置、功能和临床意义及研究方法进展予以简述,并重点介绍其在阿尔茨海默病所致的痴呆、精神分裂症以及情感障碍疾病中的研究进展。     

基于血氧水平依赖fMRI的胎儿脑功能研究进展

应用血氧水平依赖功能成像(BOLD-fMRI)可以分析胎儿大脑的神经活动信号,以获得胎儿脑功能发育的信息。BOLD-fMRI可以检测并有助于理解胎儿脑功能发育,目前已有重要研究结果,但仍需将胎儿脑功能参数及出生后神经行为表现联系起来,以提高其预测及应用价值。大规模纵向研究、融合多模态数据、结合人工智能算法评估胎儿大脑发育有望成为未来研究热点。本综述中,笔者总结了胎儿BOLD-fMRI任务态研究、静息态功能连接及功能网络、胎儿BOLD-fMRI研究所面临的挑战。     

针刺治疗下腰痛患者脑功能连接网络的影响

目的 观察针刺治疗下腰痛(LBP)患者的静息态功能磁共振成像(rs-fMRI)的脑功能连接变化,初步探讨针刺治疗LBP的中枢镇痛机制.方法 纳入20例LBP患者,右侧大肠俞和委中穴针刺治疗14天.均于针刺治疗前、后间隔1天行两次静息态数据采集.分析LBP患者的全脑关联模拟图,比较针刺治疗前后的功能连接差异.结果 全脑关...     

健康人工作记忆脑电theta网络因果流研究

目的计算健康受试者工作记忆脑电(electroencephalogram,EEG)网络的因果流,为研究工作记忆大脑信息传递机制提供支持。方法实验数据为18名健康受试者在300次视觉工作记忆的32通道EEGs。应用快速傅里叶变换计算工作记忆时EEGs在各个频段的能量密度,选取能量密度最大的频段为工作记忆的特征频段。计算EEGs特征频段分量之间的因果连接强度DTF,构建因果网络,在计算网络每个节点的DTF加权因果流的基础上,计算额叶、顶叶、颞叶和枕叶4个脑区的(节点)平均因果流,研究工作记忆脑区之间的信息传递特征。结果工作记忆EEGs在theta频段的能量密度最大(911±15μV~2/Hz)。额叶、顶叶、颞叶和枕叶脑区的平均因果流:额叶为0.0033±0.0002,顶叶为0.0005±0.0003,枕叶为-0.0022±0.0004,颞叶为-0.0051±0.0003。结论 theta频段是工作记忆EEGs的特征频段。工作记忆EEGs的theta网络因果源在额叶,因果汇在颞叶和枕叶,提示工作记忆各个脑区的信息传递是从额叶流到颞叶和枕叶。     

高度近视静息态脑功能网络的拓扑结构改变

【摘要】目的：基于图论的复杂网络方法，探讨高度近视患者（HM）与视力正常者（NC）之间静息态脑功能连接网络的拓扑结构变化。方法：采集25例高度近视患者及27例视力正常被试的静息态fMRI数据，以BN246脑图谱为模板，分别构建两组样本的脑功能网络，计算和比较两组间脑网络的全局属性：小世界性、脑网络全局效能、脑网络局部效能，并进一步对比各节点属性：节点度、节点效能、节点聚类系数和节点局部效能的组间差异。结果：HM组和NC组的脑功能网络均具有小世界性，两组脑网络的小世界性在各稀疏度下均大于1。与NC组比较，HM组的网络局部效能显著降低（t=2.11，P<0.05）；HM组中部分视觉相关脑区的节点属性发生改变，双侧颞下回和右内侧顶枕沟的节点聚类系数和节点局部效能显著降低（t值分别为4.54、4.56、3.73、3.72、3.79和3.82，P值均<0.001），右侧额下回岛盖的节点聚类系数降低（t=4.15，P<0.001），右侧尾状核的节点度、节点效能均提高（t=3.74、t=3.72，P值均<0.001），左侧杏仁核的节点聚类系数降低（t=3.54，P<0.001）。结论：高度近视人群的静息态脑功能连接网络具有小世界属性，但其视觉响应的注意力调制、视觉注意力及与情感相关的脑区节点属性发生了改变，提示高度近视者局部网络信息传递异常。     

精神分裂症患者脑结构及功能的多模态影像Meta分析

目的 研究在未用药物干扰前提下精神分裂症患者的脑结构及功能变化及两者之间的关系.方法 系统地从PubMed、Embase、Web of Science和The Cochrane Library数据库上检索相应文献.多模态分析方法采用软件"Seed-based d Mapping".结果 纳入14篇结构研究,包括446例患者和461例正常对照.纳入的15篇功能MRI及PET研究中,共有360例患者和396例正常对照.多模态结果分析表明结构和功能大部分重叠的脑区在额颞叶,双侧扣带回/扣带旁回,双侧岛叶,基底节及左侧小脑.结论 排除药物干扰后发现精神分裂症患者结构和功能重叠的脑区大部分在默认网络(DMN)和听觉网络(AN).在这2种网络中,结构和功能变化的方向不一致,可能反映了精神分裂症患者大脑不同的病理生理改变.     

基于神经影像的复杂脑网络技术用于阿尔兹海默症的研究进展

近年来，人工智能技术被广泛地应用于阿尔兹海默症（AD）的计算机辅助诊断和疾病机理研究，基于图论的复杂网络分析技术是其中一种常见的数据挖掘方法，通过结构磁共振、功能磁共振和PET等神经成像手段获取多模态脑影像信息，结合复杂网络分析方法发现，AD患者大脑结构/功能网络存在拓扑异常改变。这一发现为AD的早期诊断和机理研究提供了新思路。笔者综述了复杂网络分析技术在AD脑结构和功能影像中的临床应用现状，并对其发展趋势进行了展望。     

儿童-青少年时期脑功能网络拓扑属性特征

目的 探讨儿童-青少年时期脑功能网络拓扑属性的特征,并分析其与年龄之间的相关性.方法 招募42例6～18岁右利手在校中小学生健康志愿者,采用3.0 T MR扫描仪采集静息态功能MR I数据.利用图论分析法对脑功能网络拓扑属性进行分析.亚组分析包括儿童组(6～12岁,n=19)和青少年组(13～18岁,n=23).结果(...     

静息态脑功能成像在青少年网络成瘾中的初步研究

目的运用静息态脑功能磁共振成像局部一致性(ReHo)方法探索网络成瘾(internet addiction,IA)青少年静息态脑功能的变化。资料与方法采用3.0TMRI对18名IA青少年和18名年龄、性别相匹配的正常对照组进行静息态脑功能扫描。采用静息态功能磁共振数据处理工具包(DPARSF)进行数据预处理和ReHo分析,采用双样本t检验分析,P<0.001,体素个数>10个被认为有统计学意义。结果在静息状态下,与正常组比较,IA组以下脑区ReHo降低有统计意义,包括右侧海马旁回、右侧舌回、左侧脑岛、右侧中央后回和左侧顶下小叶。结论 IA青少年静息状态下脑默认网络与正常对照组存在差异,这可能为研究IA的发病机制提供新的依据。     

基于动态因果模型的视觉工作记忆任务脑效应网络研究

目的从多通道脑电(electroencephalographys,EEGs)的效应连接角度,探究工作记忆的脑网络机制。方法收集15名健康志愿者的32通道脑电数据,通过源定位确定视觉工作记忆任务的激活脑区,在此基础上进行动态因果模型(DCM)分析,计算各连接的超越概率,构建工作记忆脑效应网络。结果双侧顶叶(PAR)到同侧背外侧前额叶(DLPFC)和双侧顶叶(PAR)到同侧额中线皮层(MFC)连接的超越概率大于其它连接。模型中正向连接簇的超越概率EP_forward大于反向连接簇的超越概率EP_backward和横向连接簇的超越概率EP_lateral(P0.01)。结论视觉工作记忆过程中,双侧顶叶与同侧背外侧前额叶、额中线皮层之间有信息交流,顶叶皮层的信息流向前额叶皮层。     

针刺足三里穴后续效应的动态脑功能网络研究

目的：对针刺足三里穴后多个时间点的脑功能网络动态变化特点进行初步研究。方法：选择18例健康志愿者，分别针刺足三里穴及假穴，针刺采取标准化操作，真、假穴位的针刺深度、刺激方式、刺激程序均相同。采集针刺前及针刺后10、25、45、60 min的fMRI数据。每次fMRI扫描持续6 min，将扫描所获fMRI数据构建成大脑功能网络，计算脑网络的核心脑区，计算其富人俱乐部属性和全脑效率属性、局部效率属性。结果：针刺穴位前，健康受试者的大脑功能网络核心脑区主要分布于脑默认网络、视觉相关皮层、感觉运动皮层和小脑半球。针刺后4个时间点健康受试者的脑功能网络核心脑区仍主要位于上述区域，其中双侧舌回、楔前叶、颞中回及颞上回、右侧距状回、左侧枕中回等脑区与针刺前相同；针刺后60 min的核心脑区分布与针刺前相似，而针刺后10、25、45 min的多个核心脑区与针刺前不同。与针刺前相比，针刺后45 min时健康受试者的大脑核心脑区构成的脑网络富人俱乐部属性和全脑效率属性均显著增加（均P<0.05）。上述改变在针刺假穴组均未发现。结论：针刺足三里穴后健康受试者的脑功能网络属性存在动态变化，其中针刺后45 min的脑网络变化最显著。