基于rs-fMRI的脑默认模式网络研究进展

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。

肝豆状核变性患者默认模式网络变化及模型构建

目的:基于独立成分分析(ICA),探讨肝豆状核变性(WD)患者默认模式网络(DMN)功能连接(FC)的改变及其与临床神经精神特征之间的关系。方法:将2021年1月-2021年12月在本院就诊的85例肝豆状核变性患者和年龄、性别相匹配的85例健康志愿者(HC组)纳入本研究。对每例被试采用统一肝豆状核变性评分量表(UWDRS)进行评估,包括神经功能症状(UWDRS-N)和精神症状(UWDRS-P)评分,并根据UWDRS评分将患者分为神经精神症状重度组(>10分)和轻度组(≤10分)。使用3.0T磁共振BOLD序列采集静息态fMRI数据,采用ICA方法提取DMN内各体素的FC值,并在HC组与WD组之间进行比较,对有差异脑区的FC值与临床量表评分进行Pearson相关性分析。以DMN内所有体素的FC值为特征变量采用支持向量机(SVM)的方法构建分类模型,包括正常组与WD组以及轻度与重度WD组。结果:与对照组比较,WD组的DMN内表现出广泛的FC值减低,包括前默认模式网络(aDMN)内的左内侧前额叶皮层(L_MPFC)和左侧前扣带回(L_ACC),以及后DMN(pDMN)内的左侧角回(L_ANG)、楔前叶(PCUN)、左侧顶下小叶(L_IPG)和左侧后扣带回(L_PCC)。aDMN内的L_MPFC、L_ACC和pDMN内的PCUN的FC值与UWDRS-N评分呈负相关,aDMN内的L_MPFC、L_PCC和pDMN内的L_IPG的FC值与UWDRS-P评分呈负相关。采用SVM构建的二分类器,在鉴别WD与HC组时的符合率为80.23%,AUC为0.865;在鉴别轻度与重度WD组的符合率为70.89%,AUC为0.723。结论:WD患者的默认模式网络中存在广泛的功能连接减低,其可能是导致患者出现神经精神症状(如高阶认知障碍)的潜在神经病理机制。基于DMN的FC值构建的SVM分类器可提高对WD疾病及其病情转归的评估效能。

基于部分定向相干的帕金森病默认模式网络脑电分析

目的:为了分析帕金森病患者大脑的默认模式网络(default mode network,DMN)潜在变化的原因和其临床特点的关系,以及探讨如何提取其脑电信号特征并对其进行准确有效地分类.方法:选择帕金森病患者和健康对照组各26名被试作为实验对象,将部分定向相干(partial directed coherence,PDC)应用于DMN相关电极的数据序列,获得对照组和帕金森病受试者的有效连接.通过统计分析后,得出6条具有显著差异的PDC连接,对它们进行深入讨论.进一步地,将这些连接值组成特征集并进行分类.结果:与对照组相比,帕金森病患者中有关注意力控制之间的连接降低,在涉及有关工作记忆的连接中,帕金森病相比于健康组患者的一些连接都有不同程度的增加.同时,使用XGBoost算法对特征集进行分类,得到76.5%的平均测试准确率.结论:静息状态下帕金森病患者的非运动症状与DMN网络存在显著性的关系,表现在注意力控制与记忆功能上,这与DMN中BA区的受损有很大的关系.随后对两类受试者的分类也验证了PDC算法用于DMN分析的有效性,为帕金森病人的测试和预防提供了一种新途径.

基于默认模式网络探讨针刺治疗失眠症过度觉醒机制的研究进展

过度觉醒模型是解释失眠症(insomnia disorder,ID)发生和维持的重要理论之一,然而少有研究探索ID过度觉醒的影像学机制。研究发现,ID患者常表现出情绪异常、记忆障碍等过度觉醒症状,这些症状与默认模式网络(default mode network,DMN)功能异常密切相关,故DMN损害可能是ID发病机制之一。针刺可能通过调节DMN的活动及功能连接变化,抑制大脑过度觉醒状态,进而改善ID症状。本文将从分子基因、神经内分泌、心率变异性、多导睡眠图及影像学等角度系统梳理ID过度觉醒机制,探索过度觉醒与DMN的关系,综合针刺调控ID患者过度觉醒的影像学证据,通过分析过度觉醒与DMN的联系,为针刺干预ID机制研究提供影像学证据,并为未来研究方向提供思路,如从脑网络连接和神经元细胞层面探索,扩大样本量,采用多模态成像技术,并结合新兴分析方法,以更全面地揭示针刺治疗ID的脑效应机制。

无先兆偏头痛患者的静息态默认模式网络研究

目的应用静息态功能磁共振技术对无先兆偏头痛患者默认模式网络的特征性变化进行初步研究。方法对10例无先兆偏头痛患者及与之性别和年龄相匹配的10例健康受试者进行静息态功能磁共振成像。将得到的功能影像数据应用SPM5等软件进行处理后,选择后扣带回作为种子点,计算各脑区与种子点的功能连接度。结果与健康受试者相比,无先兆偏头痛患者的默认模式网络中,内侧前额叶皮质、前扣带回、楔前叶、内侧颞叶和顶下小叶等脑区与后扣带回的功能连接度减低。结论静息态下无先兆偏头痛患者的默认模式网络存在多个特定脑区功能连接度减低的特征性变化,支持无先兆偏头痛属于中枢神经系统疾病的理论,为从脑功能层面探讨疾病的病理机制提供数据支持。

儿童失神癫痫的默认模式网络的结构连接研究

大脑结构连接是其功能连接的物质基础.已有研究表明,失神癫痫患者默认模式网络(default mode network,DMN)中的功能连接发生了改变.为了探索这些改变相应的结构基础,对11名儿童失神癫痫患者和12名正常对照,使用基于弥散张量成像(diffusion tensor imaging,DTI)的纤维束追踪技术,构建了每个被试DMN脑区间的纤维束连接.结果表明,在所有被试的DMN网络中一致发现后扣带/楔前叶到内侧前额叶、后扣带/楔前叶到左右双侧的内侧颞叶都存在纤维束连接.通过两组间统计比较这些纤维束连接的平均长度、连接强度、平均部分各向异性(fractional anisotropic,FA)值和平均弥散度(mean diffusivity,MD)值等参数,发现患者组的后扣带/楔前叶到内侧前额叶纤维束连接上的平均FA值及连接强度都显著降低,而平均MD值显著增加,并且其FA值与癫痫病程呈显著的负相关关系,这些改变可能影响了患者DMN网络的功能连接.本研究结果为DMN功能连接异常提供了相关的结构上的依据,提示后扣带/楔前叶到内侧前额叶的连接异常可能在儿童失神癫痫中起着非常重要的作用.

默认模式网络在神经精神类疾病诊断中的研究进展

默认模式网络(default-mode network,DMN)是研究脑内复杂代谢系统时提出的新概念,对研究静息态脑功能具有重大意义。近年来学者应用静息态功能磁共振对神经精神类疾病的DMN进行了大量研究。文中拟对DMN的概念进行介绍,并对近年来神经精神类常见病的DMN研究结果进行综述。

基于静息态fMRI观察脑默认模式网络相关脑区对内关配外关针刺得气的响应

目的基于静息态f MRI观察脑默认模式网络相关脑区对内关配外关针刺得气的响应,探讨针刺得气的脑功能成像特点。方法按照纳入排除标准收集健康志愿者30例作为研究对象,随机分为针刺组和假针刺组,每组15例,分别施以针刺、假针刺刺激,运用静息态f MRI收集脑中枢的响应信号,所得图像数据基于感兴趣区法进行分析,观察针刺得气时脑默认模式网络相关脑区的激活率、激活点、平均激活强度。结果针刺组有12人表现为得气感,假针刺组有13人无感觉;得气感组脑默认模式网络相关脑区的激活率、激活点数、激活强度高于无感觉组,差异有统计学意义(P<0.01)。结论内关配外关针刺得气会特异性激活健康志愿者脑默认模式网络相关脑区,针刺得气可能与脑默认模式网络相关。

太极拳运动对于慢性疲劳综合征患者默认模式网络的影响

目的应用功能磁共振技术观察太极拳运动对于慢性疲劳综合征患者默认模式网络的特征性影响。方法选取2020年1月—2021年12月北京中医药大学东直门医院康复科招募的慢性疲劳综合征患者21例作为试验组,性别、年龄相匹配的健康受试者19例作为对照组,2组受试者均接受为期4周的24式太极拳训练,2组受试者分别在太极拳训练前后进行1次磁共振脑成像评估,分析2组受试者默认模式网络的差异及练习太极拳前后默认模式网络的变化。结果练习太极拳前,与对照组相比,试验组患者默认模式网络的功能连接度显著减弱的脑区包括左颞上回、左背侧前额叶,功能连接度显著增强的脑区包括右外侧颞叶;试验组患者练习太极拳后默认模式网络中功能连接度显著增强的脑区包括右侧前扣带回、右侧眶回、右侧后扣带回、右侧颞上回、左侧颞上回、左内侧前额叶;对照组受试者练习太极拳后默认模式网络中功能连接度显著增强的区域包括颞上回、内侧前额叶、前扣带回、颞上回。结论太极拳对慢性疲劳综合征患者默认模式网络的异常活动存在特征性调节作用。

轻微肝性脑病患者默认模式网络功能连接研究

目的采用静息态功能磁共振成像(rs-fMRI)研究轻微肝性脑病患者默认网络(DMN)脑区功能连接的改变情况。方法本研究共纳入73例肝硬化患者和73名匹配的健康对照者进行rs-fMRI扫描,采用DPARSF软件分析得到DMN相关脑区功能连接的变化情况,并使用方差分析比较各组之间差异;使用皮尔森相关分析DMN中脑区功能连接改变和神经心理功能测试结果之间的联系,ROC分析评估可靠性。结果与HC组相比,肝硬化患者DMN中额前内侧回(MPFC),后扣带回/楔前叶(PCC/PCUN),左侧颞极(TP)以及双侧海马旁回(PHG)DMN连接下降,而与non-HE患者相比,MHE组患者在MPFC,PCC/PCUN,以及右侧PHG脑区间的功能连接降低。其中MPFC出现改变的有效性最高(敏感度81.5%,特异度70.4%)。结论肝硬化患者从non-HE发展为MHE的过程中,DMN部分脑区的功能连接减低,这为轻微肝性脑病的诊断提供了一种新的思路。

基于脑默认模式网络研究针刺得气客观化的思路探讨

针刺得气的描述主要强调医者和患者的主观感受,得气与否大多依靠医者经验把握,具有明显的主观性和随意性,不便于针刺疗效机制的阐述和相关研究的开展。笔者提出"针刺得气的脑中枢效应与脑默认模式网络密切相关"的假说,运用静息态功能性磁共振成像技术,在生理和病理状态下,观察以内关穴为中心,本经配穴、同名经配穴、表里经配穴、非穴配穴等不同穴位配伍情况下,针刺得气后脑功能区的激活情况,分析针刺得气激活脑区和脑默认模式网络的关联、激活脑区和与腧穴疗效相关脑区的关联,探索针刺得气的物质基础及其作用机制,为针刺得气客观化研究提供思路,为科学阐述针刺疗效机制奠定基础。

人脑默认模式网络的动力学行为

大脑具有自适应、自组织、多稳态等重要特征,是典型的复杂系统.人脑在静息态下的关键功能子网络--默认模式网络(DMN)的激活处于多状态间持续跳转的非平衡过程,揭示该过程背后的动力学机制具有重要的科学意义和临床应用前景.本文基于功能磁共振获得的血氧水平依赖(BOLD)信号,建立了DMN吸引子跳转非平衡过程的能量图景、吸引子非联通图、跳转关系网络等;以高级视觉皮层和听觉等皮层活动为例,通过对应激活DMN状态空间的分布,以及XGBoost、深度神经网络等算法验证了DMN状态变化与外部脑区状态的密切依赖关系;通过偏相关、收敛交叉映射等方法分析了DMN内各个脑区之间的相互作用.本文结果有助于理解静息态下大脑内在非平衡过程的动力学机制,以及从动力学的角度探索具有临床意义的脑功能障碍生物标志物.

内分泌治疗对乳腺癌患者默认模式网络的影响

目的:探究内分泌治疗对乳腺癌患者默认模式网络的影响方法:选取第三军医大学附属新桥医院自2015年1月至2015年12月收治的雌激素受体阳性的乳腺癌患者16例,治疗小月6个月为短期组(9例),治疗大于6个月为长期组(7例)。通过磁共振静息态成像观察两组默认模式网络的改变。结果:左侧角回-中扣带回,右侧额上回-右侧角回、枕中回,后扣带回、楔叶-右侧角回,中扣带回-右侧角回,中扣带回-右侧额上回、额中回,楔叶-右侧额上回、额中回连接具有明显差异。结论:乳腺癌患者接受内分泌药物治疗后DMN网络连接发生改变。

fMRI颞叶癫痫默认模式网络的研究

许多功能磁共振研究已经发现人脑的一些皮层区域在静息状态下出现共激活,这些区域形成连通的功能网络,称为"默认模式网络"。本文研究颞叶癫痫患者的默认模式网络,运用独立成分分析(Independent component analysis)分离出12例颞叶癫痫患者和12例正常对照的默认模式网络,进行组内分析得到两组被试的统计图,进行组间分析比较两组被试的默认模式网络的差异。结果表明默认模式网络均存在于颞叶癫痫患者和正常对照中,然而,在默认模式包含的网络中,颞叶癫痫患者前扣带回腹侧(ventral anterior cingulated cortex,vACC)、前额中分(medial prefrontal cortex,MPFC)、楔前叶(precuneus)、以及海马旁回区域比正常对照表现出代谢增强。这一结果有助于从脑功能的角度了解癫痫患者某些临床症状的发病机理,为今后癫痫诊治的发展提供一定的帮助。

默认模式网络与任务正网络之间相互拮抗的神经动力学分析

任务正激活与任务负激活的工作机制是认知功能实现的基本要素.这一拮抗关系的失衡或者受损可能会引发一系列严重的退行性神经疾病,然而到目前为止,尚不清楚这种拮抗现象的神经机制.该文基于默认模式网络与任务正网络在突触层面上相互抑制的假设,并结合多种刺激条件下的工作记忆模型,进行了计算机数值模拟.研究结果表明:1)任务正网络与任务负网络之间在神经活动上呈现出拮抗关系; 2)伴随着工作记忆刺激方向数目的增加,任务负网络神经活动的衰减程度会随之增大; 3)当工作记忆相关的脑区其神经活动增加时,任务负网络的神经活动减少;4)并且随着工作记忆任务难度的增加,任务负网络的神经活动会迅速衰减.这些计算结果都与神经科学实验数据是匹配的.由于任务负激活是默认模式网络的主要特征,因此默认模式网络与任务正网络在突触层面上的相互抑制是这两种不同性质网络之间形成拮抗关系的根本原因.

益肾化浊汤对血管性痴呆患者静息态功能磁共振脑默认模式网络的影响

目的观察中药益肾化浊汤对血管性痴呆(VD)患者过程中大脑默认模式网络的影响,从脑功能层面探讨益肾化浊汤治疗VD的脑功能机制。方法 8例VD患者服用中药益肾化浊汤,治疗前后分别进行静息态功能磁共振成像检查,将功能影像运用Rest、SPM8、GIFT等软件进行处理,得到大脑默认模式网络变化数据。结果服药后,8例VD患者右侧额中回、双侧前扣带回、双侧额中回、双侧额上回、双侧额内侧回、右侧角回、右侧颞中回出现连接度增强。结论观察结果可为VD的中药预防及治疗提供参考。

默认模式网络在精神疾病诊断中的研究进展

脑影像技术的发展为探究精神类疾病的发病成因及治疗方案提供了更多途径。默认模式网络(DMN)是大脑静息状态下的主要工作模式。本研究综述近期精神疾病的DMN研究进展,明确了DMN的结构,总结主流的磁共振数据预处理工具箱以及与DMN相关的功能连接计算方法,进而分析利用DMN功能连接研究各类精神疾病的结果。最后提出现有研究中的结果与不足,并展望未来可能的研究方向。

常规MRI阴性颞叶癫痫默认模式网络的fMRI研究

目的 利用静息态fMRI独立成分分析方法,探讨MRI阴性颞叶癫痫(TLE)患者默认模式网络(DMN)功能连接的改变,以提高其发病机制、病理生理的认识。方法 选取左侧MRI阴性TLE患者16例(阴性TLE组)、左侧内侧颞叶癫痫(MTLE)伴海马硬化(HS)患者26例(MTLE+HS组)、健康对照者24例(HC组)。对所有被试者采集一般资料及认知功能评估。对DMN脑区分析,并提取差异脑区功能连接值。并对三组一般临床资料、认知功能评估及功能连接值进行比较。结果 三组年龄、性别、教育年限及病程差异无统计学意义(P>0.05),三组蒙特利尔认知量表(MoCA)得分差异有统计学意义,MRI阴性TLE组和MTLE+HS组MoCA量表得分均低于HC组,MRI阴性TLE组与MTLE+HS组的MoCA量表得分差异无统计学意义。与HC组比较,MRI阴性TLE组和MTLE+HS组均在双侧楔前叶/后扣带回区域的功能连接减低;MRI阴性TLE组较MTLE+HS组在双侧楔前叶/后扣带回的功能连接减低体素减少。在左侧内侧前额叶和前扣带回的连接性减低,MRI阴性TLE组和MTLE+HS组较HC组在内侧前额叶功能连接无明显差异。结论 MRI阴性TLE与MTLE+HS涉及不同的脑网络,MRI阴性TLE患者在默认模式网络区域涉及异常的脑区更加广泛。MRI阴性TLE是一个独立的颞叶癫痫亚群。

脑胶质瘤病人静息态默认模式网络研究进展

脑胶质瘤占所有原发性中枢神经系统肿瘤的32%,占中枢神经系统恶性肿瘤的81%[1],目前仍以手术辅以放、化疗为主要治疗方式。脑胶质瘤病人常伴随认知功能障碍,可能与胶质瘤引起的脑区间网络异常相关,包括肿瘤同侧和对侧半球间脑区的网络连接[2~4]。默认模式网络(default-modenetwork,DMN)与自发认知功能、外部环境监控功能、内部心理活动相关[5]。研究胶质瘤病人DMN对于更好地理解疾病发生发展规律、指导重要脑网络保护及临床治疗评估具有重要意义。本文就脑胶质瘤DMN的研究历史、概念理论及目前相关研究进展进行综述。

贝尔麻痹影响大脑默认模式网络的功能连接(英文)

目的贝尔麻痹是一种常见的特发性面神经病变,导致病变侧的面部肌肉运动功能丧失。作者探讨了贝尔麻痹对大脑默认模式网络(DMN)功能连接的影响。材料与方法使用1.5 T MR成像仪获取静息态f MRI数据,包括健康志愿者35名及不同病理状态下的面瘫患者52例次。使用双重回归独立成分分析方法处理数据。结果发现面瘫不同病理状态下DMN的功能连接发生了不同的变化。在面瘫疾病早期,DMN功能连接在右侧初级感觉皮层、初级运动皮层、背外侧前额叶显著增强;在面瘫后期,DMN功能连接在双侧中扣带回、楔前叶、右侧富内侧前额叶、后扣带回显著增强;在面瘫康复后,DMN功能连接在左侧舌回、小脑显著增强。结论在面瘫不同病理阶段,DMN的功能连接存在着明显的不同,涉及到感觉运动,运动映射,情感以及认知等不同功能脑区。