健康老年人脑默认网络:独立成分分析联合相关分析的初步探讨

目的 初步探讨独立成分分析与相关分析对健康老年默认网络(DMN)提取的一致性。方法 利用3.0T MR及8通道头线圈获得18名健康老年受试者的静息态fMRI数据。采用SPM软件对静息态数据进行预处理,以GIFT软件行独立成分分析,AFNI软件行相关分析,对比两种方法获得的DMN。 结果 两种方法间,除海马结构外,健康老年受试者DMN的脑功能区组成较为一致。后扣带回作为静息态脑代谢活性最高的区域之一,与DMN的大多数组成脑区之间存在功能连接。结论 独立成分分析与相关分析对于DMN的提取存在一致性,二者结合可更加深入地探讨静息态脑功能机制。     

酒精成瘾者静息态缺省模式网络fMRI

目的 应用静息态fMRI观察酒精成瘾者缺省模式网络（DMN）改变。方法 对30例酒精成瘾者（酒精成瘾组）及30名性别、年龄、受教育程度及尼古丁依赖程度相匹配的健康志愿者（对照组）进行静息态fMRI扫描,采取独立成分分析方法提取DMN,对两组DMN进行统计分析。结果 相对于对照组,酒精成瘾组DMN在右楔前叶、左小脑脚Ⅱ区功能连接减低,而在左后扣带回、右颞中回、右颞上回及右楔前叶区域功能连接增强。结论 酒精成瘾者DMN功能异常。静息态功能MR成像揭示酒精成瘾复杂神经机制具有一定的价值。     

敏感编码螺旋填充fMRI的图像质量及其初步应用

目的 评价敏感编码螺旋(Sense-Spiral)成像技术在静息态fMRI中的图像质量及其应用。方法 分别采用EPI和Sense-Spiral序列采集50名健康青年志愿者的静息状态fMRI数据,比较所得数据的相对信号强度和伪影严重程度,及对默认模式网络(DMN)和其功能连接的显示能力。结果 与EPI序列相比,Sense-Spiral序列具有更高的灰白质对比度,显著改善了内侧眶额皮层、腹侧基底核区、颞极、颞下回前部和小脑半球的信号丢失和图像变形。Sense-Spiral序列可准确构建DMN,其内后扣带皮层与内侧眶额皮层、中扣带回/楔前叶前部的功能连接强度高于EPI序列,与内侧枕叶、楔前叶后下部、双侧角回及颞中回后部的功能连接强度低于EPI序列(P<0.05,FWE校正)。结论 Sense-Spiral序列可明显改善静息态fMRI的图像质量,尤其适用于EPI图像伪影严重脑区的功能连接分析。     

静息态fMRI评估酒精注射急性期恒河猴脑功能改变

目的 采用静息态fMRI基于分数低频振荡幅度（fALFF）算法评价酒精急性期恒河猴脑功能改变。方法 分别对7只雄性健康恒河猴于给予酒精前（对照组）及10 min后（酒精组）行静息态fMRI扫描,采用fALFF算法获得两组fALFF值存在差异的脑区。结果 静息态下,酒精组fALFF值低于对照组的脑区为右枕叶、右侧颞中回、左侧中央后回、右侧楔叶/距状沟、右侧额上回、后扣带回及小脑、丘脑（P<0.01）;酒精组fALFF值高于对照组的脑区包括双侧额上回、双侧颞下回、右侧中央前回、楔前叶、后扣带回、左侧海马、双侧岛叶及脑干、小脑、右侧基底核（P均<0.01）。结论 酒精急性期恒河猴脑功能的改变具有全脑效应。     

乙醇气味刺激食蟹猴的脑fMRI

目的 应用3.0T fMRI探讨食蟹猴经乙醇气味刺激引起的脑功能活动。方法 选取健康食蟹猴6只,麻醉后行乙醇气味刺激下的fMRI。采取"静息-刺激-静息"组块设计。刺激组块予乙醇气味刺激,静息组块无气味刺激。BOLD-fMRI扫描128 phase,整个猴脑扫描16层。采用SPM2软件随机效应模式t检验进行组分析。将统计结果覆盖于食蟹猴模板图像上。结果 乙醇气味刺激下,在额叶、颞叶、中央旁小叶、扣带回、豆状核、中央前回分别可以检测到正激活和负激活。结论 海马回钩和眶额回为嗅觉最高级中枢。fMRI可以显示额叶、颞叶的激活。气味刺激引起的中枢反应与中央旁小叶、扣带回、豆状核有密切关系。     

静息态fMRI评价进食前后脑默认网络变化

目的 采用静息态fMRI评价进食前后脑默认网络（DMN）的变化。方法 选取15名健康志愿者,均进食标准实验早餐,于空腹、早餐后、餐后2 h及午餐前4个时间段接受静息态fMRI检查。采用独立成分分析方法提取DMN。将提取的4个时间段DMN数据进行重复测量方差分析,获得差异有统计学意义的脑区,再将其作为蒙片,提取差异脑区的功能连接Z值,并进行统计学分析。结果 4个不同时间段时,前扣带回与内侧前额叶眶回的功能连接差异有统计学意义（P<0.001,体素数目>85个）。与空腹比较,早餐后及餐后2 h前扣带回与内侧前额叶眶回的功能连接Z值较小（P均<0.05）;与午餐前比较,早餐后及餐后2 h功能连接Z值亦较小（P<0.05）;余时间段两两比较,前扣带回与内侧前额叶眶回的功能连接Z值差异均无统计学意义（P均>0.05）。结论 进食前后前扣带回和内侧前额叶眶回的功能连接发生相应变化。     

静息态功能磁共振数据处理方法的应用

目的 比较静息态fMRI数据处理方法中的分数低频振幅(fALFF)、局部一致性(Reho)和功能连接(FC)在数据分析中的侧重点和敏感性。 方法 采集10名正常志愿者和10例脑干梗死患者亚急性期静息态fMRI数据,采用各种算法分别处理数据,提取患者的静息态脑网络(RSN),并比较其相对正常人改变的区域。 结果 fALFF和Reho提取的患者RSN包含脑默认网络后部和初级视皮质,FC提取的RSN与脑默认网络基本一致。比较患者与正常对照,Reho方法无有意义结果,fALFF和FC得到不同结果,选择不同ROI的FC也得到不同的结果。 结论 fALFF与Reho侧重脑局部功能活动的分析,FC侧重脑整体功能活动的分析;Reho对本数据敏感性最差,而FC最好,其中ROI的选择对结果影响很大,依据本数据的特性选择比依据先验知识选择得到的结果敏感性更高。     

一体化PET/MR分析脑默认网络工作机制

目的 利用一体化PET/MR探讨脑默认网络功能连接和葡萄糖代谢的空间相关性。方法 对9名健康人行一体化PET/MR脑成像,获得同步的静息态MR脑功能成像（fMRI）和PET图像。分析静息态脑默认网络脑区连接与葡萄糖摄取分布的相关性。结果 基于静息态fMRI的脑默认网络与PET图像高代谢区域有很好的空间分布相似性。相关性分析显示,右侧后扣带区域内脑功能连接值与相对葡萄糖摄取（rGU）值的相关性最显著（r_s=0.833,P<0.001）。结论 一体化PET/MR可为研究脑默认网络的神经生理机制提供新的手段。     

静息态fMRI观察恒河猴慢性酒精暴露模型诱导期后脑功能改变

目的 采用3.0T静息态fMRI基于分数低频振荡幅度（fALFF）算法分析恒河猴慢性酒精暴露模型诱导期后脑功能活动改变。方法 建立7只雄性健康恒河猴慢性酒精暴露模型,分别于建模前及诱导期后行静息态fMRI,采用fALFF算法获得与建模前比较fALFF值差异有统计学意义的脑区。结果 与建模前比较,恒河猴慢性酒精暴露诱导期后fALFF值减低的脑区包括左侧额中回、左侧小脑半球和左侧枕下回（P均<0.05）,fALFF值增高的脑区包括右侧中央前回、右侧额中回、右侧楔叶、右侧枕中回和右侧小脑蚓部（P均<0.05）。结论 恒河猴慢性酒精暴露模型诱导期后静息态脑功能活动即出现明显改变,表现为左半脑减低,右半脑增强。     

原发性失眠的不同频段低频振幅静息态功能磁共振研究

目的 应用静息态低频振幅算法探讨原发性失眠(PI)患者在不同频段(Slow-4:>0.027~0.073 Hz,Slow-5:0.01~0.027 Hz)大脑自发活动的变化。方法 44例PI患者(PI组)及44名年龄、性别匹配的正常睡眠志愿者(对照组)均接受fMRI扫描,应用静息态fMRI数据处理助手(DPARSFA)进行数据预处理,SPM8软件包进行全因素方差分析PI组和对照组及不同频段脑功能活动特点。之后,对PI组和对照组采用两样本t检验分别观察两个频段ALFF值差异,同时分析ALFF值差异脑区与临床量表的相关性。结果 不同频段间一些脑区的ALFF值存在差异,包括双侧尾状核头、双侧岛叶、双侧颞上回、双侧内侧额叶、双侧眶额皮质、双侧颞下回(P<0.01,AlphaSim校正)。与对照组相比,PI组双侧小脑后叶、左侧额上回、内侧额叶ALFF减低,而左侧颞中回、右侧颞上回、双侧后扣带回、双侧楔前叶ALFF增高(P<0.01,AlphaSim校正)。此外,Slow-5频段更容易发现PI患者异常的大脑自发活动。结论 PI患者存在多个脑区神经元的自发活动异常且具有频率相关性。     

The Endogenous Analgesia Signature in the Resting Brain of Healthy Adults and Migraineurs

Altered pain modulation and resting state functional connectivity (rsFC) were found to be related to migraine pathology and clinical manifestation. We examined how pain modulation psychophysical measures are related to resting-state networks and rsFC between bottom-up and top-down pain modulation areas. Thirty-two episodic migraineurs and 23 age-matched healthy individuals underwent temporal summation of pain (TSOP) and conditioned pain modulation (CPM) tests, followed by a resting-state imaging scan. No differences in temporal summation of pain and CPM were found between groups. However, in healthy individuals, more efficient CPM was correlated with 1) stronger rsFCs of the posterior cingulate cortex, with the ventromedial prefrontal cortex and with the pregenual anterior cingulate cortex; 2) weaker rsFC of the anterior insula with the angular gyrus. Conversely, in migraineurs, the association between CPM and rsFC was altered. Our results suggest that the functional connectivity within the default mode network (DMN) components and the functional coupling between the DMN and pain inhibitory brain areas is linked with pain inhibition efficiency. In migraineurs, this interplay is changed, yet enables normal pain inhibition. Our findings shed light on potential functional adaptation of the DMN and its role in pain inhibition in health and migraine.PerspectiveThis article establishes evidence for the relationship between the resting-state brain and individual responses in psychophysical pain modulation tests, in both migraine and healthy individuals. The results emphasize the significant role of the default mode network in maintaining pain inhibition efficiency in health and in the presence of chronic pain.     

遗忘型轻度认知损伤患者半球间镜像同伦功能连接变化

目的 采用基于体素的功能同伦（VMHC）方法探讨遗忘型轻度认知损伤（aMCI）患者半球间功能连接变化。方法 收集47例aMCI患者（aMCI组）和43名性别、年龄、受教育年限相匹配的正常志愿者（对照组）,采集脑结构MRI和静息态fMRI数据;比较aMCI组与对照组间半球间VMHC变化,获得VMHC改变脑区,并以此为种子点,观察与其他脑区间功能连接的异常,并与临床量表评分进行相关性分析。结果 aMCI组患者双侧额下回、前岛叶皮层、壳核VMHC降低,无VMHC增高脑区。aMCI患者前岛叶皮层与默认网络脑区中的后扣带回、内侧前额叶皮层功能连接增加,与注意控制网络脑区、小脑间功能连接减低。左侧前岛叶与内侧前额叶及后扣带回功能连接增加,与患者听觉词语学习测试中再认评分呈正相关（r=0.38、0.33,P均<0.05）。结论 aMCI患者不仅存在半球间VMHC降低,不同脑网络间功能连接亦存在明显差异,对于理解aMCI患者认知改变及其潜在机制具有重要意义。     

基于静息态功能连接模式的正常人脑扣带皮层亚区划分

基于静息态功能连接(rsFC)模式对正常人脑扣带皮层进行亚区划分,并分析不同亚区的功能连接模式。方法 收集47名右利手健康志愿者。采集结构磁共振图像及静息态功能磁共振图像。在蒙特利尔脑研究所标准空间勾画扣带皮层ROI。基于个体计算ROI中每个体素与全脑其他体素时间序列的Pearson线性相关系数,得到互相关矩阵,采用K-均值聚类算法自动聚类。采用交互验证的方法选择合适分割数。最终计算最大概率图谱。通过单样本t检验确定与每个亚区具有正功能连接的脑区。结果 扣带皮层被分为6个亚区:前扣带皮层、背侧中前扣带皮层、腹侧中前扣带皮层、中后扣带皮层、背侧后扣带皮层及腹侧后扣带皮层亚区。每个亚区有特异的静息态功能连接模式。结论 人脑扣带皮层依据不同的静息态功能连接模式分为6个亚区,每个亚区分属不同的脑功能网络,参与不同的功能。     

全面强直阵挛癫痫静息态功能连接脑网络研究

目的 采用静息态功能MRI (fMRI)功能连接分析技术,观察全面强直阵挛癫痫患者发作间期静息态脑网络的改变,探讨强直阵挛癫痫的病理生理机制.方法 52例全面强直阵挛癫痫患者与57名止常志愿者(对照组)参与了,本研究.采集闭眼静息态fMRI数据.分别以双侧丘脑,双侧后扣带皮质为种子点,观察丘脑网络、默认网络(DMN)在患者中的功能改变.结果 组内单样本t检验结果提示,以双侧丘脑为种子点的功能连接模式主要分布于额顶叶,而以双侧后扣带皮质为种子点的功能连接模式主要表现为默认网络.进一步组间比较发现,患者的丘脑与双侧运动皮层及右侧岛叶的功能连接增强,而与DMN脑区及基底节的功能连接减弱;而DMN内部与后扣带皮质的功能连接在双侧颞极、内侧前额叶和缘上回的功能连接减弱,而与双侧角回、丘脑和左侧额上回的功能连接增强.结论 丘脑是强直阵挛癫痫网络的重要节点,它与运动皮层间增强的功能连接可能与癫痫发作时患者肌肉的强直阵挛有关.而默认网络内功能连接的异常可能与癫痫发作时的意识丧失有关.即使在发作间期,全面强直阵挛癫痫的脑功能也有着显著改变.     

静息态默认功能网络磁共振成像研究

大脑处于无任务的静息状态时,仍存在着某种功能活动,表明大脑在静息状态时存在有组织的网络.扣带回后部皮层、楔前叶、前额叶内侧皮层构成静息态默认功能网络.本文就这方面的研究进展作一综述.