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。     

轻度认知功能障碍人群工作记忆脑电theta网络缺损模式研究

目的通过分析对比轻度认知功能障碍(mild cognitive impairment,MCI)患者和正常老年人工作记忆脑电的能量密度和网络连接特性,研究MCI工作记忆脑电theta网络缺损模式。方法在视觉工作记忆任务中,对15位MCI患者和15位正常人的34通道脑电数据进行theta振荡,观察行为学特征,利用时频分析计算能量密度,利用频域Granger因果分析网络功能连接。结果 MCI组的工作记忆脑电theta频段平均能量密度为((0.305±0.033)μV2/Hz),显著小于正常对照组((0.468±0.103)μV2/Hz),P0.001)。MCI组的工作记忆脑电theta网络平均连接强度(0.0096±0.0007)显著小于正常对照组(0.0123±0.0006,P0.001)。结论 MCI患者在工作记忆theta频段的活动减弱,theta网络连接下降。     

静吸复合麻醉下吸入麻醉药物脑区分布和记忆变化的脑电非线性分析研究

目的研究围术期吸入麻醉药在脑区的作用分布和对记忆的影响。方法45例患者分为异氟醚组、七氟醚组、地氟醚组(n=15),三种吸入麻醉药的呼末浓度均为1．0MAC。记录围术期近似熵脑电地形图。术后调查患者围术期的记忆情况。结果与术前相比,三组患者术中外显记忆和内隐记忆成绩明显下降,差异有统计学意义,组间比较无差异。异氟醚脑区作用分布为：额叶区、颞叶区→枕叶区、顶叶区→全脑区抑制。七氟醚脑区作用分布为：颞叶区→顶叶区→额叶区→枕叶区→全脑区抑制。地氟醚脑区作用分布为：枕叶区、顶叶区→颞叶区、额叶区→全脑区抑制。吸入药脑区作用消除顺序异氟醚为：顶叶区→额叶区和颞叶区→枕叶区→全脑区兴奋,七氟醚与地氟醚为：额叶区和颞叶区→枕叶区与顶叶区→全脑区兴奋。结论静吸复合麻醉下,吸入麻醉药脑区分布不尽相同,但消除相似。静吸复合麻醉下,吸入麻醉药呼末浓度为1．0MAC时,可以消除患者术中的内隐记忆。     

基于MRI的因果网络分析方法对精神分裂症病人灰质渐进性减少的评价

目的研究精神分裂症病人脑结构改变的时间及因果关系。材料与方法 97例精神分裂症病人[女29例,年龄16~66岁,平均(41±11.5)岁;病程0~50年,平均(16.3±10.9)年]及年龄和性别匹配的126名健康受试者组成的对照组[女42名;年龄18~68岁,平均(38±14.9)岁]行MRI检查,获取头颅T_1WI。使用结构协方差的因果网络评价精神分裂症病人脑结构改变的因果关系。另外,依据病人病程的不同,头颅T_1WI利用Granger因果分析。结果随着精神分裂症病人病程的延迟,灰质容积减少,受累脑区依次为:丘脑、额叶、颞叶、枕叶皮质、小脑(P0.000 01)。丘脑被证明是定向网络的主要枢纽,并对额、颞、枕叶以及小脑显示出阳性的因果效应(P0.05)。额叶为过度区域,接受来自于丘脑的因果效应,并将该效应投射至枕叶、颞叶和小脑。结论随着病程的延长,精神分裂症病人脑灰质容积减少,该进程以丘脑为主要枢纽,额叶为突出节点。     

正常人工作记忆不同认知成分的fMRI研究

目的：采用事件相关功能磁共振成像（ER-fMRI）探讨工作记忆（working memory,WM）不同认知成分即编码、维持和提取的脑神经机制。方法：16名正常受试者接受了Sternberg项目认知任务（sternberg item recognition task,SIRT）的功能磁共振成像。采用低、高负荷任务。结果：编码期左侧PMA、左枕叶、左顶叶、双侧DLPFC及颞叶激活;维持期为双侧DLPFC、左侧VLPFC、双侧PMA、左顶叶、左枕叶及颞叶后部、左颞叶;提取期为辅助运动区/扣带、双PMA、左DLPFC、左VLPFC、左IPL及左颞叶。随负载增加编码期激活增加脑区为左侧PMA、枕叶及DLPFC;维持期为双侧PMA、左侧VLPFC、左IPL及左枕叶;提取期为SMA/CMA、左PMA及DLPFC。结论：不同的WM认知成分具有不同的功能脑区,同一脑区可具有不同认知功能。     

笑气滥用患者的脑血流灌注显像

目的:探讨N 2O(笑气)滥用所致脑血流量(CBF)的改变。 方法:回顾性分析2017年12月至2018年10月间于中日友好医院就诊的24例笑气滥用患者[男9例,女15例,年龄18~32(24.0±8.9)岁]脑血流灌注显像图,计算各脑区(基底节、脑中央区、小脑、扣带回、额叶、内侧颞叶、枕叶、顶叶...     

基于部分定向相干法的脑网络特征分析

目的研究儿童癫痫患者在发作间期与发作期脑电信号特征的异同。方法采用23名儿童患者139次EEG数据,进行部分定向相干因果性(partial directional coherences,PDC)分析,基于显著性水平的方法选取阈值,在此阈值下,建立δ波、θ波和α波的脑功能网络连接图,并从出度和聚类系数角度分析脑区的网络特征。结果在癫痫发作间期与人体视觉、体觉及精神功能相关的枕叶区、顶叶区、额叶区脑网络节点出度值总体减弱,而与听觉功能相关的颞叶区节点出度值增大。聚类系数则相反,枕叶区、顶叶区、额叶节点的聚类系数总体处于较高水平,但在左、右大脑分割位置的节点及颞叶节点聚类系数减小。结论儿童患者在癫痫发作时与视觉、体觉、思维等相关的脑区功能减弱,而听觉功能疑似增强,出现了不同于发作间期的异常现象。     

数字记忆广度与数字工作记忆的功能磁共振比较研究

目的比较数字记忆广度与数字工作记忆的脑区激活特点与差异。方法利用Siemens 1.5T MR机对12名右利手志愿者进行7位数数字记忆广度与2位数数字工作记忆实验,实验采用组块设计,2组任务均设相应对照任务,将记忆任务与对照任务比较,数据采用SPM99软件进行分析和脑功能区定位。结果进行2组任务时,志愿者额叶的Brodmann6区、9区和47区,顶叶的7区和40区,扣带回,海马结构,纹状体以及小脑均有激活。进行数字记忆广度测试时,双侧枕叶Brodmann18区、19区的激活尤其显著,无明显的半球优势,双侧颞叶Brodmann37区也有激活,而进行数字工作记忆时,则在额叶的激活最为显著,额叶和顶叶的激活都表现为左侧半球优势。结论脑区在进行不同要求的短时数字记忆任务时所参与的阶段和所起的作用不同,通过fMRI的研究对推断大脑进行数字信息的处理过程有一定的帮助。     

孤立性侧脑室扩张胎儿脑的MRI弥散加权成像评估

目的:探讨ADC值对胎儿侧脑室扩张的诊断价值。方法:对50例轻度孤立性侧脑室扩张胎儿(轻度扩张组)及50例重度孤立性侧脑室扩张的胎儿(重度扩张组)行DWI扫描,分别测量胎脑双侧额叶、顶叶、颞叶、枕叶白质、基底核、丘脑及小脑ADC值,比较两组各脑区ADC值差异及各个侧脑室扩张胎儿左侧及右侧各脑区ADC值的差异。结果:与轻度扩张组比较,重度扩张组双侧额叶、顶叶,枕叶白质及基底核ADC值下降(P均<0.05)。侧脑室扩张胎儿左侧与右侧各脑区ADC值差异均无统计学意义(P均>0.05)。结论:重度侧脑室扩张胎儿额叶、顶叶,枕叶,基底节ADC值下降,ADC值对检测潜在脑部损伤较敏感,有助于评估胎儿孤立性侧脑室扩张神经系统改变。     

多体素^1H MRS测定正常脑组织不同区域的代谢物分布

目的: 测定正常人脑组织不同部位代谢物浓度、计算其比值.材料和方法: 用多体素磁共振质子波谱PRESS序列测定100例正常脑组织的额叶、颞叶、顶叶、枕叶、基底节区和小脑代谢物浓度,观察NAA、Cho、Cr的波峰特点,计算和分析NAA/Cr、Cho/Cr、NAA/Cho的比值.结果: 正常脑实质的1H波谱Levene方差分析显示额叶、颞叶、顶叶、枕叶、基底节区和小脑的NAA/Cr(P<0.000)和NAA/Cho(P=0.001)有显著差异,Cho/Cr在上述各部位的浓度无显著差异(P=0.068).进一步用Bonferroni方差分析比较各组间显著差异性显示小脑NAA/Cr低于额叶、顶叶、枕叶的NAA/Cr(P值分别<0.05,<0.01,<0.05),小脑NAA/Cho低于顶叶、枕叶的NAA/Cho(P均<0.01),而额叶、颞叶、顶叶、枕叶、基底节区之间NAA/Cr、NAA/Cho无显著差异.结论: 多体素1H MRS可以测定NAA/Cr、Cho/Cr、NAA/Cho浓度比值,不同解剖部位代谢物浓度不尽相同,为颅脑代谢异常提供参考标准.     

Accelerating regional atrophy rates in the progression from normal aging to Alzheimer’s disease

We investigated progression of atrophy in vivo, in Alzheimer’s disease (AD), and mild cognitive impairment (MCI). We included 64 patients with AD, 44 with MCI and 34 controls with serial MRI examinations (interval 1.8?±?0.7 years). A nonlinear registration algorithm (fluid) was used to calculate atrophy rates in six regions: frontal, medial temporal, temporal (extramedial), parietal, occipital lobes and insular cortex. In MCI, the highest atrophy rate was observed in the medial temporal lobe, comparable with AD. AD patients showed even higher atrophy rates in the extramedial temporal lobe. Additionally, atrophy rates in frontal, parietal and occipital lobes were increased. Cox proportional hazard models showed that all regional atrophy rates predicted conversion to AD. Hazard ratios varied between 2.6 (95% confidence interval (CI) = 1.1–6.2) for occipital atrophy and 15.8 (95% CI?=?3.5–71.8) for medial temporal lobe atrophy. In conclusion, atrophy spreads through the brain with development of AD. MCI is marked by temporal lobe atrophy. In AD, atrophy rate in the extramedial temporal lobe was even higher. Moreover, atrophy rates also accelerated in parietal, frontal, insular and occipital lobes. Finally, in nondemented elderly, medial temporal lobe atrophy was most predictive of progression to AD, demonstrating the involvement of this region in the development of AD.     

额叶外伤后早期数字工作记忆的fMRI研究

目的:利用功能磁共振成像技术研究额叶外伤后,执行工作记忆任务时脑结构损伤与脑激活功能区的改变。材料和方法:对10例额叶外伤后早期患者(伤后平均31d,其中男性7例,女性3例;平均年龄30.1年)和12例正常志愿者作为对照组(男性7例,女性5例;平均年龄26.9年)分别进行2位和4位数字的正反序工作记忆的实验,使用single-trial设计方法;GE3.0T磁共振机扫描、采集图像,运用AFNI软件包进行数据分析。结果:①正常对照组反序4位数字任务大于正序4位数字脑区有辅助运动区SMA,双侧背外侧前额叶,左侧顶叶,右侧角回;②患者组反序4位数字任务大于正序4位数字的脑区有左侧枕叶;③正常对照组反序4位数字任务大于患者组的部位有左侧DLPFC,左侧角回;正序4位数字大于患者组的部位有左侧枕叶,右侧角回;④患者组反序4位数字任务时大于对照组的部位有楔状回,右侧Broca区;正序4位数字大于对照组的部位有右侧初级运动区MA,右侧额极区。结论:前额叶在脑工作记忆网络中处于重要节点,大脑右侧半球在工作记忆系统中起到巨大代偿作用的脑资源,fMRI提供认知功能损伤的影像学依据,应在临床上发挥更大作用。     

应用功能磁共振研究学习对复杂加法的影响

目的:应用功能磁共振(fMRI)对复杂加法的脑功能区进行研究,并分析学习记忆对复杂加法的影响。材料和方法:20名年轻成人右利手正常志愿者参加实验,任务采用组块设计,应用AFNI软件进行数据分析和功能定位,并比较学习前后的脑区激活结构。结果:在未学习复杂计算任务中,两侧枕叶视区、两侧额中回、两侧额叶内侧前部及中部(辅助运动区)、两侧额下回、左侧中央前回、两侧楔前叶、两侧顶间沟周围脑区、两侧顶下小叶、小脑出现激活。学习后复杂加法任务所显示的激活区域有:两侧枕叶视区、两侧额中回、左侧额下回、左侧中央前回、两侧辅助运动区、两侧顶上小叶和顶下小叶、两侧楔前叶。比较学习前后的脑区激活结构,学习前右侧额下回、左侧扣带回后部、左侧顶间沟周围脑区、左侧颞中回激活明显强于学习后;而学习后两侧楔前叶、两侧缘上回及右侧角回的激活相对增强。结论:学习能对复杂加法计算时神经网络功能活动方式产生影响,主要反映在前额叶和顶叶等与工作记忆相关脑区激活的改变上。     

豚鼠听觉诱发电位中潜伏期反应的有关研究

观察了不同的滤波带通及不同的引导部位豚鼠听觉诱发电位中潜伏期反应（ＭＬＲ）的变化。结果表明：用４种不同的滤波带通测试，各波潜伏期和波幅有较大差异；颞区、顶区、枕区、额区的ＭＬＲＩ皮形有显著差别，可能由于颞区ＭＬＲＪ 由针电极直接引导接近听区皮层的电位所致。提示：测试条件对ＭＬＲ的记录有较大影响，各波有不同的来源。     

一氧化碳中毒迟发脑病患者高压氧综合治疗前后脑葡萄糖代谢的变化

目的 观察一氧化碳中毒迟发脑病高压氧综合治疗前后患者脑葡萄糖代谢的变化,探讨高压氧综合治疗的作用.方法 一氧化碳中毒迟发脑病(DNS)患者30例(DNS组),高压氧综合治疗前及治疗40次后分别接受18F标记的脱氧葡萄糖正电子发射断层扫描(18F-FDG PET)检查,同时对17例年龄匹配的健康体检者(对照组)进行18F-FDG PET检查.记录DNS组与对照组的双侧额叶、顶叶、颞叶、枕叶与同侧小脑单位面积的放射性计数;计算双侧额叶、顶叶、颞叶、枕叶与同侧小脑单位面积放射性计数的比值,以此比值作为PET研究的半定量观察指标.结果 DNS组高压氧综合治疗前双侧的额/小脑、顶/小脑、颞/小脑、枕/1h脑的比值明显低于对照组(P＜0.05);高压氧综合治疗40次后,双侧的顶/小脑、枕/小脑、左侧颞/小脑的比值明显高于治疗前(P＜0.05),双侧的额/小脑及右侧颞/小脑比值较治疗前无明显变化(P＞0.05).结论 DNS患者发病初期脑葡萄糖代谢下降,高压氧综合治疗可提高脑部葡萄糖代谢,改善脑功能.     

基于格兰杰因果的精神分裂感觉门控P50脑网络研究

目的从多通道脑电的功能连接角度,研究精神分裂患者在感觉门控状态下的脑网络连接特性。方法采集10例精神分裂症患者和10例正常受试者的听觉条件测试范式下的脑电数据,利用基于频域格兰杰因果分析的定向传递函数计算各导联间的因果连接矩阵,构建出各频段的功能网络。计算每位受试者的信息流增益并运用图论的方法比较了两组间的差异。结果在high-beta和gamma频段,精神分裂组的DTF_(mean)显著高于对照组(P0.001),精神分裂组的聚类系数显著高于对照组(high-beta,P0.001;gamma,P0.01),精神分裂组的全局效率显著高于对照组(P0.001),精神分裂组的信息流增益与对照组相比存在差异。结论精神分裂患者在感觉门控过程中因果网络在high-beta和gamma频段存在着过连接现象,表明脑区间的连接出现异常。     

原发性闭角型青光眼不同频段低频振幅的静息态功能磁共振研究

目的：应用静息态功能磁共振(rs-fMRI)分析原发性闭角型青光眼(PACG)患者不同频段(slow-4：0.027~0.073 Hz, slow-5：0.01~0.027 Hz)大脑低频振幅(ALFF)值改变。方法40例 PACG 患者及36例年龄、性别匹配的正常健康对照(HC)均接受 rs-fMRI 检查,应用 rs-fMRI 数据处理助手(DPARSF)对数据进行预处理。Statistical Parametric Mapping (SPM8)2因素水平重复方差分析比较 PACG 及 HC 组组间效应以及 slow-4,slow-5频段间效应。随后,两样本 t 检验分别比较 PACG 组及 HC 组2个频段 ALFF 值差异并分析差异脑区 ALFF 值与临床参数的相关性。结果频段间结果显示右侧尾状核、左侧眶部额下回 slow-5频段的 ALFF 值较 slow-4频段高(P <0.05,FDR 校正)。与 HC 组相比,楔前叶、楔叶、双侧舌回、双侧枕中回、双侧距状裂、双侧中央后回、右侧中央前回、右侧颞中回、右侧额中回、双侧顶上小叶、右侧中央旁小叶、左侧顶下小叶 ALFF 减低;PACG 组 ALFF 值增高的脑区包括左侧颞下回、左侧颞上回、左侧小脑后叶、双侧海马旁回、左侧额下回、右侧边缘叶、右侧岛叶、后扣带回(P <0.05, FDR 校正)。此外,笔者发现 slow-4、slow-5频段均能检出 PACG 患者异常脑功能活动区。结论PACG 患者存在视觉以及视觉以外相关脑区神经元活动异常,slow-4、slow-5能从不同的角度发现异常脑区,为进一步探究 PACG 的神经病理机制提供了新思路。     

Material-dependent activation in prefrontal cortex: working memory for letters and texture patterns--initial observations

PURPOSE: To prospectively evaluate whether a distinction between verbal and nonverbal short-term memory systems, as predicted with the multicomponent working memory model, is reflected in the material-specific patterns of activation in the prefrontal cortex. MATERIALS AND METHODS: Informed written consent was obtained from all participants, and the institutional review board approved the study protocol. Echo-planar MR imaging was performed in 12 healthy subjects (five female and seven male subjects), with a mean age of 23.52 years +/- 2.52 (standard deviation) and a range of 20-29 years. A two-back task was used in the verbal and nonverbal versions. In the first version, letters were used as stimuli, and in the second version, the stimuli were abstract texture patterns. Timing parameters for both versions were the same. Statistical analysis of the functional data involved a fixed-effects general linear model. Regions of activation were identified from specific t-statistic contrasts between baseline and active tasks (corrected for whole-brain multiple comparisons). RESULTS: The following suprathreshold voxels for the verbal condition were observed predominantly in the left hemisphere (middle frontal gyrus, precentral gyrus, middle temporal gyrus, and occipital cortex). Bilateral activations were in inferior frontal gyri, insulae inferior, superior parietal lobules, and cingulate gyri. In the nonverbal condition, suprathreshold voxels were located mostly bilaterally in the following regions: inferior, middle, and medial frontal gyri and inferior parietal lobules. Active regions were also found in the precentral gyrus and precuneate gyrus in the left parietal lobe and the occipital cortex in the right hemisphere. CONCLUSION: Results of this study are consistent with the multicomponent model of working memory.