抑郁症的静息态脑功能磁共振研究

本研究的目的是研究抑郁症患者与健康人静息态脑功能的差别。对符合DSM-IV诊断标准的53例抑郁症患者和38例正常对照进行静息态功能磁共振扫描,采用局部一致性(regional homogeneity,ReHo)的方法分析数据,然后进行基于体素的组间比较,分析其静息态脑功能的差异。结果显示与正常组相比,抑郁组在双侧前扣带皮质(anterior cingulate cortex,ACC)、左侧内侧前额叶皮质、左侧颞中回均有ReHo值降低。ACC位置ReHo值显著降低提示抑郁症患者在前扣带皮质及其相邻部位自发神经活动异常。     

正常脑老化中静息态功能磁共振成像功能连接的研究进展

【摘要】静息态功能磁共振成像（fMRI）作为一种不需要任务刺激就能呈现功能脑影像的技术手段,在临床上被广泛应 用。基于静息态fMRI的静息态功能连接（RSFC）,作为一种重要的计算机辅助分析法,能够度量不同脑区的脑功能连接 强度,对脑老化相关的神经科学领域的研究具有重要意义。本文介绍了功能连接的基本概念,总结了近年来脑老化相关 的人脑功能连接的研究成果,最后提出了该研究领域存在的问题及未来的研究方向。     

基于静息态功能磁共振成像的精神分裂症脑网络特征分类研究

如何从复杂的静息态功能核磁共振成像(rs-fMRI)数据中提取高鉴别性特征,是提升精神分裂症识别精度的关键。本文使用一种加权稀疏脑网络构建方法,采用肯德尔相关系数(KCC)从脑网络中提取连接特征,并基于线性支持向量机对57例精神分裂症患者与64例健康受试者进行分类研究,最终得到了较高的分类精度(81.82%)。本文研究结果表明,相较于传统的皮尔逊相关和基于稀疏表示的脑网络构建方法,以及常用的双样本t检验(t-test)和最小绝对收缩与选择算子(Lasso)特征选择方法,本文提出的算法可以更有效地提取出能够区分精神分裂症患者与健康人群的脑功能网络连接特征,进而提升分类精度;同时本研究中所提取的鉴别性连接特征或可作为潜在的临床生物学标志物,用以辅助精神分裂症的诊断。     

精神分裂症患者吸烟的静息态功能磁共振研究

目的:精神分裂症患者高吸烟率的原因尚不明确,静息态功能磁共振是一个比较好的工具来探索该现象的神经影像学机制。方法:采用局部一致性(Regional homogeneity,ReHo)的方法比较吸烟精神分裂症患者和不吸烟精神分裂症患者,以及不吸烟精神分裂症患者和正常不吸烟对照者之间的静息态功能磁共振(fMRI)图像。结果:设P0.001,与不吸烟精神分裂症患者相比,吸烟精神分裂症患者在左内侧额回ReHo值下降,左侧小脑后叶与左侧舌回ReHo值升高,且吸烟精神分裂症患者左侧小脑后叶的ReHo值与患者每日吸烟支数显著相关(r=0.635,P=0.027);与正常不吸烟对照组相比,不吸烟精神分裂症患者双侧内侧额回、右侧颞叶、左侧楔叶ReHo值升高,右侧前扣带回、双侧中央后回、双侧丘脑ReHo值下降。结论:吸烟精神分裂症患者存在左侧小脑后叶,左内侧额回与左侧舌回的局部一致性异常,此发现可能有助于我们探索精神分裂症患者人群吸烟的脑影像学机制。     

作曲家大脑的静息态脑功能网络研究

音乐家大脑是认识大脑可塑性机制的天然模型,也是脑影像科学关注的重点研究对象之一。但是,目前针对音乐家的研究,包括对音乐创作方面的脑机制研究,仍以钢琴演奏家为主要研究对象。鉴于创作与表演是两个不同阶段且存在巨大差异,仅以钢琴演奏家作为研究对象对音乐家脑机制的研究是不完整的。专业作曲家是一类特殊的音乐家,他们经历过长期的音乐训练,能够在创造性思维的引领下,结合情感等要素来进行音乐素材的组织。用功能磁共振(fMRI)采集29名作曲家在作曲任务前后的大脑静息态影像,利用独立成分分析方法分离出其脑功能网络中常见的13个成分。采用配对t检验,对比分析作曲前后这些成分的变化。结果发现,在完成作曲任务后,以下脑功能网络连接显著减弱,包括听觉网络(AN)与右侧额顶网络(RFPN)、感觉运动网络(SMN)与突显网络(SN);同时也发现在完成作曲任务后,以下脑功能网络连接显著增强,包括自我参照网络(SRN)与视觉I区网络(VN1)、自我参照网络(SRN)与视觉II区网络(VN2)、默认模式网络(DMN)与视觉I区网络(VN1)。这些结果证明,感觉、认知加工等与视觉区域的协调整合在作曲过程中的重要性,对推动音乐家大脑可塑性的认识和音乐创作的脑机制研究均十分有意义。     

吸烟成瘾者戒烟前后的静息态功能磁共振研究

为了发现吸烟成瘾者在戒烟前后的脑功能特征改变,探索戒烟过程的神经生理理论基础,14名吸烟成瘾者同意戒烟并完成了试验,另外11名健康不吸烟的志愿者参与了对照试验。采取两因素混合实验设计方法,以静息态功能磁共振影像技术为技术手段,利用区域一致性算法来研究吸烟成瘾者在戒烟前后的神经活动及其与正常人之间的差异,并对这些差异进行组内与组间交互分析。戒烟两周后,在补充运动区、中央旁小叶、距状裂周围皮层、楔叶和舌回等区域的Re Ho值明显上升,意味着在这些脑区的神经活动同步性增强,而在楔前叶和后扣带回脑区同步性降低。在补充运动区、中央旁小叶、中央前回、中央后回、眶部额上回等脑区存在组间交叉效应。本研究结果显示吸烟成瘾者戒烟2周后在补充运动区的功能显著增强。     

额叶肿瘤静息态功能磁共振比率低频振幅的研究

采用静息态下功能磁共振成像(f MRI)比率低频振幅(f ALFF)测量技术,从能量的角度对额叶肿瘤患者与正常对照组进行比较分析,探讨额叶肿瘤患者认知功能失调的病理机制。本研究分别对14例额叶肿瘤患者和14例性别、年龄及受教育程度均相匹配的健康对照组进行静息态f MRI扫描,用f ALFF算法进行比较分析。结果显示额叶肿瘤组同正常对照组相比,额叶肿瘤组f ALFF值升高的脑区主要集中在右侧眶额回、右侧颞叶、右侧辅助运动区、左侧海马旁回、左侧后扣带回、左侧内侧和旁扣带及旁中央小叶,f ALFF值降低的脑区主要集中在双侧背外侧额上回、双侧内侧额上回和小脑。研究结果显示在静息态下额叶肿瘤患者的额叶功能活动降低,这与额叶肿瘤部分组织的失活有关,而其余的默认网络区域、辅助运动区和旁中央小叶的活动增强,可能与额叶肿瘤脑认知功能失调及代偿作用有关。     

强迫症患者的静息态脑功能网络脑电图研究

目的:探索强迫症患者的静息态脑功能网络特征。方法:纳入符合美国精神障碍诊断与统计手册第4版强迫症诊断标准的门诊患者62例,以及性别、年龄和受教育程度相匹配的正常对照36例。采用耶鲁-布朗强迫量表(Y-BOCS)、贝克抑郁量表(BDI-Ⅱ)、状态-特质焦虑问卷(STAI)评估强迫症患者强迫、抑郁和焦虑症状。所有被试进行静息态脑电波采集,分析5个频段[δ(1~4 Hz)、θ(4~8Hz)、α(8~15 Hz)、β(15~30 Hz)、γ(30~48 Hz)]的脑功能网络拓扑属性,其网络属性参数包括标准化的集群系数(C_(nml))、标准化的最短路径长度(L_(nml))。结果:在脑电波测查中,5个频段中标准化的集群系数(C_(nml))组间差异均无统计学意义(均P0.05),当固定阈值cost=12%时,在δ、α、以及β频段,强迫症患者组的标准化的最短路径长度(L_(nml))小于正常对照组[δ:(1.4±0.2)vs.(1.5±0.2);α:(1.3±0.2)vs.(1.4±0.2);β:(1.4±0.2)vs.(1.5±0.2);均P0.05]。在强迫症患者组中,所有5个频段条件下,其网络属性参数和与Y-BOCS总分和分量表分之间的相关系数和偏相关系数均无统计学意义(r=0.00~0.24)。结论:本研究显示强迫症患者的脑功能网络在δ、α和β频段可能存在"小世界"网络属性的异常。     

首发精神分裂症幻听静息态脑功能连接的研究

目的:对首发精神分裂症幻听患者、非幻听患者以及正常对照的静息态功能核磁共振数据进行研究,探索首发精神分裂症幻听患者功能连接的异常模式。方法:本研究根据DSM-Ⅳ精神分裂症诊断标准,入组首发精神分裂症持续性幻听患者37例、首发精神分裂症非幻听患者59例及健康对照64例。对所有被试进行临床评估和静息态功能磁共振扫描,以初级听觉皮层和次级听觉皮层脑区为种子点构建全脑功能连接图,比较分析三组的连接差异。结果:首发精神分裂症幻听患者相对正常对照在左侧颞上回与对侧的岛叶、同侧内侧前额叶功能连接下降,左侧Heschl回(Heschl’s gyrus,HG)与对侧颞下回、同侧内侧前额叶功能连接下降,右侧HG与左侧的颞中回功能连接下降。首发精神分裂症非幻听患者虽与幻听患者并未发现功能连接显著差异,但相对于幻听组,非幻听患者组在更广泛的脑区出现了功能连接下降。结论:精神分裂症在疾病的早期阶段就出现了大脑不同脑区内的连接异常,尤其是双侧大脑间的失连接异常模式,进一步揭示了精神分裂症大脑整合功能的异常。     

静息态脑功能网络的小世界属性研究

人脑是一个复杂的网络,不同的功能区域相互作用、相互协调。本文综述了静息态脑功能网络的小世界属性研究方法,首先介绍了基于图论的复杂网络模型的基本概念和特征度量,然后介绍了基于功能磁共振成像数据构建脑功能网络的方法,最后分析了构建的脑功能网络的小世界属性。     

癫痫患者默认网络的静息态功能磁共振成像研究

目的:分析癫痫患者静息态fMRI下默认网络及其潜在结构的变化.方法:对15名临床诊断为原发全身强直痉挛癫痫患者和20名正常志愿者静息态时的fMRI数据进行独立成分分析,依据空间最佳匹配原则挑选独立成分,研究正常被试和癫痫患者的默认网络差异,并选定默认网络中11个脑区构建功能连接网络,运用图论和聚类方法探讨其潜在结构的改变.结果:与正常对照组相比,患者组默认网络的脑区激活普遍下降,功能连接网络发生明显变化,且整个网络呈现出混乱的层次化结构.结论:静息态下癫痫患者的默认网络及潜在的层次化结构发生异常.     

初发颞叶癫痫患者的静息态功能磁共振ReHo研究

癫痫是一种常见的神经内科疾病,伴有沉重的经济负担和社会资源的消耗。颞叶癫痫(TLE)是其中的重要类型。本研究采用局部区域一致性(ReHo)分析方法来探索初发TLE患者的脑部功能变化,发现TLE患者相较于正常对照区域一致性值升高的区域位于左侧岛叶,右侧扣带回;而健康对照区域一致性值高于患者的区域位于右侧壳核。但这些区域一致性值改变与抑郁量表得分无相关性。结果提示与癫痫症状相关的脑区在初发患者静息状态下已经出现了改变,并提示了皮层-丘脑-纹状体环路的改变。本次实验为初步探索初发TLE患者的病理生理学机制提供证据。     

针刺足三里的静息态脑功能局部一致性研究

目的观察针刺足三里的静息态脑区功能局部一致性(Reho),探讨针刺穴位的作用机制。方法选择10例健康志愿者,其中男性4例,女性6例;年龄20~34岁,中位年龄23岁。利用GE Signa HDxt 3.0 T磁共振成像系统对针刺前(对照组)、针刺足三里后分别进行静息态扫描,运用统计参数图(SPM8)软件,采用Reho的数据后处理方法,分析2组被试不同脑区Reho值的差异,并运用错误发现校正(FDR-corrected),得到有统计学差异的脑区。结果针刺足三里组与针刺前相比,Reho值增高的脑区有右侧前扣带回(8.17)、左侧额中回(4.84);Reho值减低的脑区有左侧小脑半球(-7.75)、右侧后扣带回(-6.66)、左侧豆状核(-6.87)、右侧岛叶皮层(-7.57)、左侧胼胝体(-5.71)、左侧楔前叶(-4.68)、右侧额叶内侧回(-8.59)。结论针刺足三里后造成局部脑组织血氧水平信号同步性改变,提示针刺足三里不仅有特异的脑功能激活区,而且引起的脑功能活动存在Reho差异。     

6～18岁孤独症患者的静息态脑功能连接强度的功能磁共振成像研究

目的:探讨6～18岁孤独症患者静息态脑功能连接的异常及其与孤独症症状的相关性。方法:纳入22例6～18岁符合美国精神障碍诊断与统计手册第4版孤独症诊断标准的患者,以及年龄、性别、智商、头动参数匹配的19例正常对照,采集静息态功能磁共振成像的数据,以功能连接强度(FCS)作为测量指标,计算全脑FCS值、局部FCS值及远程FCS值。采用孤独症诊断访谈量表-修订版(ADIR)评定孤独症核心症状;采用偏相关分析方法分析差异脑区FCS值与ADI-R分值的相关性。结果:孤独症组的左颞下回及左梭状回局部FCS值高于正常对照(校正后P 0. 05);孤独症组的左颞下回及左梭状回局部FCS值与ADI-R中刻板、局限、重复的兴趣与行为项目评分呈正相关(r=0. 69 P 0. 05)。结论:6～18岁孤独症患者存在左颞下回及左梭状回局部功能连接异常,上述脑区异常可能参与孤独症的病理机制,与孤独症患者的局限兴趣及刻板重复行为相关。     

注意缺陷多动障碍儿童自发脑活动的多参数静息态功能磁共振研究

注意缺陷多动障碍(ADHD)儿童的大脑功能异常已经被广泛报道,但是其结果存在不一致性,且半球间功能连接相关研究较少。本研究纳入了45名首发未用药ADHD儿童和26名正常对照儿童,进行静息态功能磁共振扫描。采用局部一致性(Re Ho)、度中心性(DC)和镜像同伦功能连接(VMHC)三种测量指标对两组受试的静息态脑活动进行比较分析。发现与正常儿童相比,ADHD儿童Re Ho值和DC值在右侧额中回区域降低,且两者呈正相关;VMHC值在双侧枕叶降低,且该改变与Conners父母用量表焦虑得分呈负相关,与威斯康星卡片测验正确分类数呈正相关。本研究结果提示了ADHD儿童右侧额中回及双侧枕叶自发神经活动的异常。     

连枷臂综合征患者静息态功能磁共振局部一致性研究

目的采用静息态功能磁共振成像(RS-fMRI)技术观察连枷臂综合征(flailarm syndrome,FAS)患者脑区局部一致性(ReHo)的变化特点。方法选取10名确诊的连枷臂综合征患者组成病例组,另选择10名健康志愿者组成健康对照组;病例组符合2000年修订版EI-Escorial标准临床确诊的诊断标准;对病例组及健康对照组进行RS-fMRI扫描,并进行图像数据预处理,以ReHo值作为观测指标,分析并比较两组受试者的差异。结果静息态下,与健康对照组相比,FAS组患者在双侧楔前叶、左侧后扣带回、左侧楔叶的ReHo值增高,双侧中央盖沟、左侧中央前回、左侧中央后回、双侧内侧及旁扣带脑回、右侧岛叶ReHo值减低(AlphaSim矫正,P0.05,voxels20)。结论 FAS患者ReHo异常变化的脑区包括运动区及非运动系统,RSfMRI为进一步理解FAS患者的神经病理学机制提供了依据。     

重性抑郁症的静息态功能磁共振成像低频振幅研究

应用功能磁共振成像(fMRI)低频振幅(ALFF)方法研究重性抑郁症(MDD)静息状态下脑活动。本研究利用GE公司生产的Signa3.0TMRI对MDD组(13人)和正常对照(HC)组(14人)均做静息态fMRI扫描。应用双样本t检验计算并对比两组ALFF改变的脑区。结果发现静息状态下,MDD组患者右内侧前额叶ALFF值较HC组增高,差异有统计学意义(P0.001);MDD组患者左侧顶叶ALFF值较HC组减少,差异有统计学意义(P0.001)。由此可以得知MDD患者静息态下右内侧前额叶及左侧顶叶脑功能区ALFF值产生显著变化。     

抑郁障碍共病高血压患者全脑功能损害的静息态功能磁共振成像低频振幅研究

目的:应用静息态功能磁共振成像技术,探讨抑郁障碍共病高血压患者在静息态下的脑功能损害特点。方法:共病组为30例抑郁障碍共病高血压患者,对照组为性别、年龄及受教育程度匹配的30例单纯抑郁障碍患者和30例健康被试。对所有被试进行静息状态下全脑功能磁共振扫描,采用低频振幅作为测量指标,比较三组被试的静息态脑功能差异。通过方差分析得出三组低频振幅差异有统计学意义的脑区,计算三组差异脑区的低频振幅均值并进行组间比较。结果:三组被试低频振幅差异有统计学意义的脑区包括左小脑、左舌回、右内侧额上回、右眶部额上回(P0.05,已校正);组间比较显示共病组在左小脑和右内侧额上回的低频振幅值与抑郁障碍组差异有统计学意义(P0.01),共病组和抑郁障碍组在左舌回和右眶部额上回的低频振幅值与健康对照组差异有统计学意义(P0.01)。结论:本研究提示抑郁障碍共病高血压与单纯抑郁障碍患者均存在局部脑区功能异常,共病患者某些脑区异常更明显。     

一氧化二氮中毒青年患者静息态功能磁共振局部一致性

目的应用静息态功能磁共振成像(BOLD-fMRI)技术研究一氧化二氮(N_2O)中毒的青年患者脑区局部一致性(ReHo)的变化特点,探究滥用N_2O所致神经毒性的机制。方法选取9名N_2O中毒后的青年患者组成病例组,另招募相匹配的12名健康青年志愿者组成健康对照组。对病例组及健康对照组均进行RS-fMRI扫描,并进行图像数据预处理,以ReHo值作为观测指标,分析并比较两组受试者间的差异。结果静息态下,与健康对照组相比较,N_2O中毒患者在双侧眶部额上回、双侧嗅皮质、右侧尾状核、右侧中央前回、右侧中央后回、右侧额中回、左侧中央旁小叶ReHo值减低(AlphaSim矫正,P0.05,voxels54),差异具有统计学意义。未发现有ReHo增高的脑区。结论 N_2O中毒患者出现了ReHo减低的脑区,表明N_2O中毒影响了神经兴奋的敏感性。RS-fMRI为进一步理解过量N_2O产生的神经毒性的病理学机制提供了依据。     

精神分裂症幻听的静息态脑网络研究

目的:使用独立成分分析法(ICA)研究精神分裂症幻听相关的脑网络特征性表现。方法:选取符合精神障碍诊断与统计手册第四修订版(DSM-IV-TR)精神分裂症的诊断标准患者,30例伴频繁幻听(AVH),24例不伴幻听(non-AVH),以及年龄、性别匹配的60例正常对照(HC)纳入统计分析。采用Hoffman幻听量表评估幻听的严重程度。采集所有受试者静息态的脑功能磁共振成像数据,利用ICA方法提取听觉网络、语言网络、突显网络、右额顶网络及默认网络,采用协方差分析比较三组受试者脑区活动在上述各网络内部的差异及网络间连接强度的差异,进一步评估AVH与non-AVH组间差异与幻听严重程度的关系。结果:与non-AVH组相比,AVH组听觉网络中的左侧颞上回和左侧中央后回的活动增强(P0.05,FDR校正),左侧颞上回脑区活动强度与幻听严重程度呈正相关(r=0.43,P0.05);AVH组突显网络中的右侧前扣带回的活动减弱(P0.05,FDR校正),且与幻听严重程度呈负相关(r=-0.48,P0.01)。网络间连接强度分析显示,与non-AVH组相比,AVH组语言网络-听觉网络连接强度减弱[(-0.29±0.21)vs.(-0.16±0.17),P0.05,未校正],突显网络-语言网络连接强度减弱[(-0.09±0.22)vs.(-0.06±0.18),P0.05,未校正],突显网络-听觉网络连接强度增强[(0.30±0.18)vs.(0.15±0.24),P0.05,未校正]。结论:本研究显示伴频繁幻听的精神分裂症患者听觉网络、语言网络及突显网络存在异常,提示精神分裂症患者幻听的产生可能和语言的产生、语音的感知及自我识别有关。