基于功能连接的屈光参差性弱视视觉网络损伤研究

目的基于功能连接算法分析屈光参差性弱视和正常对照组的功能性磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,fMRI)数据,通过对比弱视患者脑部自发活动的视觉网络功能连接异常,揭示其视觉损伤机制。方法在闭眼静息条件下采集21名弱视成年人和21名正常对照组的fMRI数据,进行去噪、校正等预处理后,计算初级视觉网络、高级视觉网络和视觉空间网络3个典型的视觉网络内和网络间的功能连接系数,并采用双样本t检验进行统计分析。结果屈光参差性弱视与正常对照组在初级视觉网络中差异无统计学意义,在高级视觉网络和视觉空间网络中差异具有统计学意义,并且它们网络之间的功能连接差异也无统计学意义。结论基于功能连接的静息态功能磁共振分析是有效的非侵入式脑区功能性连接异常研究方法,能够反映屈光参差性弱视不同视觉网络的自发脑部活动脑区异常表现,对于弱视致病机制模型研究和提出新的治疗方法都有重要启发。     

注意缺陷多动障碍儿童动态功能连接的功能磁共振成像研究

目的:探索注意缺陷多动障碍儿童静态以及动态功能连接的异常。方法:收集智商高于80的6～16岁符合DSM-IV诊断的注意缺陷多动障碍儿童97例(男78例,女19例)和年龄匹配的正常对照儿童74例(男45例,女29例)的静息态功能磁共振成像数据,比较两组全脑静态功能连接和动态功能连接指标。结果:注意缺陷多动障碍组的静态功能连接与正常对照组的差异无统计学意义(P>0.05),注意缺陷多动障碍组腹外侧前额叶与全脑其他脑区功能连接的模式变异性大于正常对照组[(0.65±0.07)%vs.(0.60±0.08)%,P<0.01]。结论:动态分析提示腹外侧前额叶是注意缺陷多动障碍的关键脑区,为理解疾病的脑机制提供可能的新视角。     

青少年肌阵挛癫痫患者的大尺度脑网络研究

采用静息态功能性磁共振成像(rs-fMRI)数据探究青少年肌阵挛癫痫(JME)患者大尺度脑网络的变化。采集17例JME患者和15名正常志愿者的脑部静息态功能磁共振成像数据,两组均使用偏相关系数构建静息态脑网络。分别计算JME患者组与正常对照组的阈值,构建二值化脑网络。计算两组被试各个脑区的介数值,采用双样本t检验对比两组脑网络介数值的差异(Bonferroni 校正,P<0.01),找出介数值发生显著变化脑区。结果表明,偏相关系数构造的脑网络具有小世界属性。JME患者组脑网络中脑区的介数值相比正常对照组有显著性差异。与正常对照组相比,JME患者组介数值显著降低的脑区有2个,介数值显著升高的脑区有17个。其中属于默认模式网络(DMN)的脑区有8个,属于突显网络(SN)的脑区有5个。JME患者组介数值显著降低的脑区有右侧中央旁小叶和右侧后扣带回,介数值显著增高脑区主要是右侧背外侧额上回、左侧枕中回、右侧楔前叶和右侧舌回等。JME患者介数值发生显著改变的脑区主要属于默认模式网络和突显网络。可以推断出默认模式网络和突显网络内部脑区间连接发生改变,信息传递产生变化。由此可能会导致JME患者大脑功能发生改变,造成患者的认知能力与执行能力等功能受损。     

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。     

精神分裂症及其健康同胞额颞环路功能异常的研究

目的:研究精神分裂症(schizophrenia patients,SCZ)及其健康同胞(Healthy siblings,SIB)静息态下额颞环路的功能连接异常,为阐明额叶和颞叶在精神分裂症遗传易感性方面的重要作用提供新的证据。方法:研究入组SCZ、SIB,以及健康对照各27例。以既往研究所发现的静息态下SCZ及其SIB均有的局部脑功能活动异常的颞环路上的两个脑区为功能连接分析的感兴趣区,计算并比较各组的感兴趣区与全脑的脑区的功能连接强度的差异。结果:SCZ与其SIB都存在左侧颞中回与对侧额叶亚区(右侧眶额回和右侧额上回)、同侧颞叶其他亚区(左侧颞下回)的功能连接下降;以及左侧眶额回与对侧颞叶亚区(右侧颞中回)的功能连接下降。结论:本研究结果表明精神分裂症的遗传易感性可能不仅与额颞环路上的局部脑区功能活动异常有关,而且还与其对侧额颞通路的脑区间功能整合障碍有关。     

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.     

失眠患者大脑功能变化的磁共振影像学研究进展

失眠的脑功能改变一般先于脑实质的改变,而功能磁共振(fMRI)可以在生理状态下无创地反映不同脑区各自的功能状态。本文从失眠的静息态和任务态大脑功能变化两个方面,对失眠的fMRI研究进展进行综述。利用fMRI发现,在静息态方面,失眠患者的一些脑区的局部一致性值、低频振幅值等出现异常,功能连接出现改变;而在任务态方面,失眠患者在执行认知任务时,任务相关脑区的激活出现低水平活化。本文通过了解失眠的发病机制,以期将fMRI技术应用于失眠的临床诊断。     

基于低频振幅算法的屈光参差性弱视自发脑活动研究

目的基于低频振幅(amplitude of low frequency fluctuation,ALFF)算法分析屈光参差性弱视和正常对照组的功能性磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,f MRI)图像数据,对比揭示弱视患者脑部自发活动的异常,以及这些异常与弱视视力损失的相关性。方法在闭眼静息条件下采集22例弱视成年人和21例正常对照组f MRI数据,对f MRI数据进行预处理,计算每个被试脑区的ALFF值。应用双样本t检验对ALFF结果进行组间分析,采用皮尔森分析弱视不同脑区的ALFF与其损伤的相关程度。结果在屈光参差性成人弱视与正常组有显著性差异的脑区中,脑部自发活动增加的脑区主要分布在颞下回、颞上回、枕叶等区域,脑部自发活动降低的脑区主要分别在小脑后叶、额下回、额上回等区域。首次发现小脑后叶、楔回、枕叶、颞上回和额叶等区域脑区自发活动与弱视损伤有显著相关性。结论基于低频振幅的静息态磁共振分析是有效的非侵入式脑区同步性异常研究方法,能够反映屈光参差性弱视自发脑部活动脑区异常表现,这些同步性异常表现与视力损失程度有较强的相关性,这些结果对于弱视致病机制模型研究和提出新的治疗方法都有重要启发。     

静息态功能磁共振成像功能连接特异性指数模型在评估健康老年人认知分数中的应用

与传统量表法和任务态功能磁共振成像(fMRI)相比,静息态功能磁共振(rfMRI)在认知功能检测上有很大优势(特别是针对老年人),但脑老化功能影像学标记尚在探索中。提出功能连接特异性指数模型,试图与健康壮年人对照,分析健康老年人脑功能特异性,寻求区分认知分数的功能影像学指标,探索其分类认知分数优差的可能性,为替代提供研究基础。实验数据来自98名健康老年人和90名健康壮年人,前者来源于葡萄牙健康老年人认知功能的队列研究,在rfMRI扫描前,在认知量表测试分数最优和最差中,分别选出55名和43名作为实验组;后者数据来自哈佛医学院GSP影像组学,年龄在18～35岁之间,在rfMRI扫描前的认知功能评价分数居中,作为对照组。首先,对rfMRI预处理后,计算每人全脑功能连接,构建以脑区为单位的功能连接特异性指数模型,分析老年人脑功能连接与壮年人的偏移程度,统计、对比获得对优、差分数敏感的标志性脑区;然后,以其特异性指数值形成特征向量;最后,应用概率神经网络(PNN)模型对优、差分数组进行分类和N折交叉验证以检验所建指数模型的分类能力。健康老年人脑功能连接特异性指数模型可定位于健康老年人认知分数敏感的标志性脑区,分别处于额叶、颞叶、顶叶中的5个脑区;以这些脑区的指数为特征向量,可有效地区分优、差认知分数,准确度可达81.7%。通过对评价指数的建模并联合机器学习方法,可为rfMRI评估健康老年人认知分数提供有效的评价指标和新方法。     

融合脑功能和运动评估的脑卒中康复训练处方推荐模型构建

基于脑卒中患者的运动及脑功能评估指标,构建康复训练处方智能推荐模型.选取120例脑卒中患者,进行Brunnstrom、Holden步行能力分级、Berg平衡量表和改良的Ashworth量表评估;同时采用近红外脑功能成像系统,采集患者静息态的脑血氧数据.提取量表评估结果和脑区激活度、侧偏性、脑区间功能连接等脑功能评估指标...     

Increased interhemispheric resting‐state functional connectivity in functional dyspepsia: a pilot study

Recent brain imaging studies have emphasized the role of regional brain activity abnormalities in the pathophysiology of functional dyspepsia (FD). However, whether the functional connectivity between brain regions is changed, especially between the cerebral hemispheres, in patients with FD remains unknown. Thus, the present study aimed to examine the interhemispheric resting‐state functional connectivity (RSFC) changes in patients with FD. Resting‐state functional MRI (fMRI) was performed in 26 patients with FD and in 20 matched healthy controls. An interhemispheric RSFC map was obtained by calculating the Pearson correlation (Fisher Z transformed) between each pair of homotopic voxel time series for each subject. The between‐group difference in interhemispheric RSFC was then examined at global and voxelwise levels separately. The global difference in interhemispheric RSFC between groups was tested using the independent two‐sample t‐test. Voxelwise comparisons were carried out using a permutation‐based nonparametric test, and multiple comparisons across space were corrected using the threshold‐free cluster enhancement (TFCE) method. The results showed that patients with FD had higher global interhemispheric RSFC than healthy controls (p < 0.01). Furthermore, voxelwise analysis revealed that patients with FD had increased interhemispheric RSFC in brain regions including the anterior cingulate cortex, insula and thalamus (p < 0.01, TFCE corrected). Our findings provide preliminary evidence of interhemispheric correlation abnormalities in patients with FD and contribute to a better understanding of the pathophysiology of the disease. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于独立成分分析和时间相关分析的脑功能连通研究方法

目的：利用静息状态功能磁共振成像（functional magnetic resonance imaging，fMRI）技术，提出联合独立成分分析（independent component analysis，ICA）和时间相关分析的人脑功能连通性研究方法。方法：首先采用空间ICA定位任务激活的脑区；然后选择一个激活区作为感兴趣区域（region of interest，ROI），采用时间相关分析方法检测静息状态大脑特定皮层的功能连通性，并通过检测人脑运动皮层的功能连通性验证方法的有效性。结果：大脑运动皮层功能连通网络包括初级运动区、辅助运动区、初级感觉皮层、背侧前运动区和后顶骨体觉区。实验结果表明，静息状态下。时间相关分析检测到的运动皮层的功能连通网络与已知的解剖连通相一致。结论：利用静息fMRI。结合空间ICA和时间相关分析方法。检测了静息时人脑运动皮层的功能连通网络。为脑区间功能连通的研究提供了一种简便的、无损的、有效的研究方法。     

基于独立成分分析和时间相关分析的脑功能连通研究方法[英文]

目的:利用静息状态功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,fMRI)技术,提出联合独立成分分析(independent component analysis,ICA)和时间相关分析的人脑功能连通性研究方法。方法:首先采用空间ICA定位任务激活的脑区;然后选择一个激活区作为感兴趣区域(region of interest,ROI),采用时间相关分析方法检测静息状态大脑特定皮层的功能连通性,并通过检测人脑运动皮层的功能连通性验证方法的有效性。结果:大脑运动皮层功能连通网络包括初级运动区、辅助运动区、初级感觉皮层、背侧前运动区和后顶骨体觉区。实验结果表明,静息状态下,时间相关分析检测到的运动皮层的功能连通网络与已知的解剖连通相一致。结论:利用静息fMRI,结合空间ICA和时间相关分析方法,检测了静息时人脑运动皮层的功能连通网络,为脑区间功能连通的研究提供了一种简便的、无损的、有效的研究方法。     

原发性失眠患者大脑背外侧前额叶的异常静息态功能连接

目的:利用功能连接方法观察原发性失眠患者静息态下的背外侧前额叶的异常功能连接。方法:采集33 例原 发性失眠患者以及33 例年龄、性别和受教育程度相匹配的健康对照的功能磁共振图像,以背外侧前额叶为感兴趣区 域,与全脑其他体素进行功能连接分析,得到两组之间功能连接的差异脑区,再对异常功能连接脑区与临床的量表分 数做相关分析。结果:与对照组相比,发现失眠患者左侧背外侧前额叶与左侧枕下回、右侧枕下回、右侧枕中回、右侧 颞叶、左侧额中回,左侧额下回以及右侧梭状回之间的功能连接增强（P<0.05,体素簇个数≥100,FDR校正）,与左侧前 扣带皮层、右侧海马旁回、右侧脑岛、右侧背外侧额上回、右侧顶上回、右侧中央后回以及右侧中央前回之间的功能连 接减弱（P<0.05,体素簇个数≥100,FDR校正）。并且左侧背外侧前额叶与左侧枕叶下回的功能连接值与睡眠状况自评 量表分数成正相关（P=0.035）。结论:原发性失眠患者背外侧前额叶与大脑多个脑区出现异常的功能连接,可能为理 解原发性失眠患者的神经机制提供一些新的影像学依据。     

利用脑局部一致性方法对儿童全身强直发作性癫痫的研究

目的　应用静息态功能磁共振局部一致性方法研究儿童全身强直发作性癫痫患者脑区异常活动,探讨其发生的病理生理机制。 方法　对8例儿童全身强直发作性癫痫患者和30例正常儿童进行磁共振扫描,并计算全脑局部一致性的值,进行组间比较并研究局部一致性与病程的相关性。 结果　与对照组相比,癫痫组ReHo值增高的脑区为大脑深部核团（扣带回,丘脑,楔前叶等）,运动相关脑区,额下回,枕叶,颞叶和小脑;ReHo值降低的脑区为双侧额中回、右侧颞中回、左侧颞上回、双侧中央后回、左侧舌回。全身强直发作性癫痫与病程呈正相关的脑区为左侧楔前叶、左侧顶上小叶、右侧中央前回、右侧中央后回;与病程呈负相关的脑区为右侧楔前叶、右侧角回、中央旁小叶。 结论　局部一致性分析方法可以有效地反映癫痫患者异常的神经功能变化,有助于发现强直发作性癫痫发生的病理生理机制。     

基于Lasso特征选择的自闭症预测

目的寻找自闭症(autism spectrum disorders,ASD)的客观生物标记以辅助临床诊断。静息态功能连接(resting-state functional connectivity,RSFC)反映了大脑不同脑区神经活动模式间的时间相关性,研究者常从RSFC中探索识别ASD的生物标记,然而大部分方法还不能有效选出具有识别力的RSFC。本文采用最小绝对值收缩与选择算子(least absolute shrinkage and selection operator,Lasso)来选择ASD组和正常发育组之间具有显著性差异的RSFC特征。方法首先基于Pearson相关分析提取RSFC特征,并进行阈值化处理保留具有较大正相关值的RSFC。然后采用Lasso方法提取有识别能力的RSFC,最后利用支持向量机进行ASD分类,并主要以分类准确率指标对分类性能进行评估。结果基于Lasso方法进行特征选择后,ASD分类准确率为81.52%,同时找出了能显著区分ASD儿童与正常儿童的RSFC。结论基于Lasso特征选择的方法提高了对ASD的识别准确率,识别的生物标记有潜力应用于临床诊断。     

慢性失眠患者大脑蓝斑的异常静息态功能连接

目的:利用功能连接方法观察慢性失眠患者静息态下蓝斑的异常功能连接。方法:采集49例慢性失眠患者以及47例性别年龄和受教育程度相匹配的健康对照组的功能磁共振图像,以蓝斑为感兴趣区域,与全脑其他体素进行功能连接分析,得到两组之间功能连接的差异脑区,再对异常连接脑区的功能连接值与临床量表分数做相关分析。结果:与对照组相比,慢性失眠患者蓝斑与右楔前叶皮质、右后扣带回皮质、左颞中回皮质、左距状沟周围皮质、右眶部额上回皮质之间的功能连接增强（P<0.05, FDR校正）,并且蓝斑与左颞中回皮质之间功能连接值与抑郁自评量表呈正相关（P=0.021）。结论:慢性失眠患者蓝斑与多个脑区（主要是默认模式网络）出现的异常功能连接,可能有助于更好地理解慢性失眠的神经生物学机制,可能为失眠的高度唤醒假说提供新的影像学证据。