基于fMRI探讨针刺治疗卒中后运动障碍的研究进展

脑卒中具有高发病率、高致残率的特点,运动功能障碍作为脑卒中患者的常见伴随症状,严重影响了患者的生活质量。本研究利用功能磁共振成像(fMRI)这种具有极高空间分辨率的评估手段,结合局部与全局的fMRI研究方法,综述近年来国内外相关研究进展,探讨卒中后运动障碍的脑功能变化,并对针刺促进卒中后运动障碍康复的中枢机制进行探索,以期为针刺治疗卒中后运动障碍提供理论依据。

经颅直流电刺激改善传导性失语复述能力的fMRI研究

目的:采用静息态功能磁共振成像(rs-fMRI)技术评估经颅直流电刺激(tDCS)改善传导性失语患者复述功能的价值并探究其机制。方法:选取16例传导性失语患者(病例组)及18例健康受试者(对照组)为研究对象,对其rs-fMRI检查的静息态数据进行局部区域一致性分析(ReHo),得到病例组ReHo信号减低脑区,并选择左侧Wernicke区作为感兴趣区,比较病例组tDCS治疗前、后汉语失语症心理语言评价(PACA)复述测验、ReHo及功能连接(FC)的变化;比较病例组(治疗前)与对照组ReHo及FC的差异。结果:病例组较对照组ReHo值增高脑区为右侧中央后回,减低脑区为左侧颞上回、后扣带回及楔前叶;与Wernicke区呈正相关的脑区为左侧顶下缘角回,右侧中央盖、颞上回、中央前、后回,呈负相关的脑区为右侧直回、额中回、顶下缘角回,左侧前扣带回和旁扣带回、背外侧额上回。tDCS治疗后,患者复述能力明显提高(t=10.30,P<0.01);ReHo值增高脑区为左侧内侧额上回及右侧角回,未发现明显减低脑区;与Wernicke区呈正相关的脑区为左侧杏仁核、楔前叶、中央后回及眶部额中回,右侧后扣带回、颞上回;呈负相关的脑区为右侧额下回三角部。结论:tDCS刺激左侧Wernicke区可有效改善传导性失语患者复述功能,其机制可能与左侧Wernicke区FC模式的转变有关,同时受损功能脑区神经元活性的增高可能对语言的恢复起一定的代偿作用。

基于模式识别的高水平运动员RS-fMRI数据分类研究

为弥补传统的广义线性模型(generalized linear model,GLM)方法的不足,并探索模式识别在运动脑科学当中的应用价值。使用支持向量机(support vector machine,SVM)模式识别算法,以低频振幅(fractional amplitude of low-frequency fluctuations,fALFF)、局部一致性(regional homogeneity,ReHo)和度中心度(degree centrality,DC)作为学习特征,对射击运动组和滑冰运动组(分类1)、射击运动组和对照组(分类2)以及速滑运动组和对照组(分类3)之间进行二分类,并计算每一个脑区在分类算法当中的权重。使用留一交叉验证法计算分类正确率,使用总的准确率、接受者操作特性曲线(receiver operating characteristic curve,ROC)、以及预测准确率来衡量机器分类算法的优劣性。结果表明:分类1中SVM算法的正确率较高且分类效果更稳定,总的准确率(total accuracy,tACC)可以维持在96.67%以上,曲线下面积(area under curve,AUC)均为1,说明SVM算法对区分不同项目运动员脑静息态功能特征时更有优势;在分类2和分类3中,SVM算法效果取决于使用的指标。其中,使用fALFF或者综合使用三个静息态指标的分类效果较稳定(tACC均在80%以上,AUC均在0.88以上);小脑在分类1算法中占较多的权重,提示不同运动项目运动员的脑功能活动之间差异最明显的部位主要在小脑上。而分类2和3中,除了小脑,还有一些与运动执行和控制及其他功能活动相关的脑区参与了算法的构成。通过SVM分类算法的应用获得较为理想的结果,展示了模式识别方法在运动科学领域的应用价值。研究成果有助于体育科学研究者从新的角度更加全面地理解运动与脑的关系。

fMRI揭示日中双语者的语义和读音加工脑机制

目前,双语者大脑加工机制的研究已经取得了一些成果,加工任务和双语语言字符类型的不同都会给结果带来一定的争论性,对正字法相似但语义和读音不同的双语者脑机制的研究仍需进一步探讨。实验首次使用多体素模式分析(MVPA)对15名日中双语者在日文汉字和中文汉字的词汇语义和读音任务下生成的功能磁共振成像(fMRI)数据进行分析,进而解码大脑加工机制。结果发现,在语义加工过程中,两种语言在额下回岛盖部(PO)、颞中回(MTG)、颞上回(STG)以及双侧角回(AG)具有显著的激活差异。在读音加工过程中,两种语言在左侧缘上回(SMG)的差异尤为显著,而在右侧STG则无明显差异。

轻中度抑郁症患者首次发作后短期抗抑郁治疗的效果及任务态fMRI特征分析

探讨轻中度抑郁症患者首次发作后短期抗抑郁治疗的效果及任务态功能性磁共振成像(fMRI)特征。方法 分别在2020年5月~2022年4月选取50例首次发作后接受短期抗抑郁治疗的轻中度抑郁症患者和50例健康检查者作为研究对象,将轻中度抑郁症患者作为观察组,另将健康检查者作为对照组,均对其开展任务态fMRI检查,分析其局部一致性差异的脑区。结果:观察组L/R侧梭状回、L/R侧扣带回、R侧小脑脚2区、R侧丘脑、R侧颞中回、L侧丘脑内侧背核的ReHo值均比对照组高,L/R内侧额上回、L侧额中回、L侧额内侧回、L侧枕中回、L侧枕下回、L侧中央旁小叶的ReHo值均比对照组低(FDR校正P<0.05,K>10);治疗后观察组L/R侧小脑脚2区、R侧梭状回的ReHo值明显高于治疗前,R侧额下回的ReHo值明显低于治疗前(FDR校正P<0.05,K>10);观察组治疗后L侧中央后回、L侧额中回、L侧前扣带回、L侧内侧额上回、L侧枕上回、L侧舌回、L侧颞中回和R侧内侧核旁扣带脑回、R侧内侧额上回、R侧额下回、R侧额中回的ReHo值明显低于对照组,L侧小脑后叶、梭状回、丘脑、枕中回、R侧枕下回、R侧顶下缘角回的ReHo值明显高于对照组(FDR校正P<0.05,K>10)。结论 对首次发作后接受短期抑郁治疗的轻中度抑郁症患者开展任务态fMRI检查,可根据相关脑区神经元时间一致性的变化评估患者的情绪变化情况,以便及时明确患者的临床治疗效果,有助于早期筛查抑郁症。

太极拳技能学习早期大脑功能的动态变化:基于运动表象的fMRI研究

为了解太极拳技能学习早期大脑功能的动态变化特点,本研究共招募29名太极拳零基础被试(19名实验组被试,10名对照组被试),采用多时点纵向追踪设计,借助于功能磁共振成像技术,采集技能学习早期不同时点被试完成运动表象任务时的行为和脑功能数据。结果发现:(1)太极拳技能学习早期,技能水平表现出先慢后快的变化特征,运动表象质量也具有变好的趋势;(2)随着太极拳技能水平的提高,运动表象任务诱发的左侧颞上回和左侧楔前叶的激活显著增强,且同样表现出先慢后快的变化特征;(3)相关检验发现,左侧颞上回和左侧楔前叶的激活与运动表象质量以及太极拳技能水平具有中等程度的相关。研究表明,太极拳技能学习早期,左侧颞上回和左侧楔前叶会伴随着太极拳技能水平的提高而发生改变,太极拳技能学习有助于优化与序列动作学习有关的脑区功能。

基于BOLD-fMRI技术探讨针刺治疗失眠的研究展望

针刺治疗失眠被广泛应用于临床,通过针刺腧穴可以调节神经中枢代谢功能,但具体作用机制比较复杂。应用功能磁共振成像(fMRI)技术可以从影像学角度研究针刺治疗失眠的脑响应区,进而对其中枢机制进行剖析。分析基于fMRI针刺治疗失眠的相关文献,发现主要集中在静息态及任务态fMRI方面,即血氧水平依赖功能磁共振成像(bold-fMRI)脑激活区的研究。研究结果证实,认知、情绪调控相关脑区神经元被激活,达到治疗失眠的作用。本文对近些年代表性研究进行归纳总结,以期为后续针刺治疗失眠脑效应机制的探索提供参考。

rs-fMRI分析方法用于失眠患者脑功能研究的进展

失眠是影响人体身心健康的生理心理性疾病,严重失眠可导致相关脑区的功能改变。静息态功能磁共振成像(rs-fMRI)技术是目前脑功能研究的主要手段,其常用的分析方法包括局部脑区数据分析法(局部一致性、低频振幅、比率低频振幅)和脑区之间静息态功能连接分析法(独立成分分析、种子点功能连接分析、向中心度分析、体素镜像同位分析、图论分析)。该文总结了rs-fMRI分析方法在失眠脑功能研究中的应用,以期为失眠脑功能的深入研究提供资料。

深度学习在阿尔茨海默病fMRI图像分类中的研究进展

阿尔茨海默病(Alzheimer's disease, AD)是一种多见于85岁以上老人的神经系统变性疾病,其特征多表现为失语,记忆障碍等。功能性磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,fMRI)是医生诊断AD的重要工具。目前,深度学习已在声音,图像,文字等数据领域取得突破性的进展,其在AD的fMRI图像分类中的应用也成为了研究热点。本文首先回顾了深度学习的概念;然后介绍了基于深度学习的AD的fMRI图像分类中的几种方法,包括卷积神经网络方法,循环神经网络方法,图神经网络方法;最后对未来的发展进行展望,为后续研究提供参考。

感音神经性聋人和正常人纯音刺激脑功能区BOLD-fMRI研究

目的利用血氧水平依赖效应功能磁共振成像(blood oxygenation level dependent-functionalmagnetic resonance imaging,BOLD-fMRI)观察正常人和感音神经性聋人在纯音刺激时脑听觉中枢的兴奋情况,比较两组间的差异。方法正常人和聋人受试者各30名。功能成像采用组块设计。声音刺激用1000Hz纯音,强度(sound pressure level,SPL)140dB,持续时间500ms,刺激间隔500ms,刺激施加频率1Hz。结果正常人接受纯音刺激激活脑区有:两侧颞横回、颞平面前极、颞平面、外侧裂周围的中央前回、中央后回、颞上回(除颞横回、颞平面前极、颞平面以外的部分)、缘上回、额下回、以及两侧枕叶和小脑半球。聋人纯音激活脑区与正常人相似。对正常人和聋人各脑区的激活强度行t检验,表现为正常人激活强度显著高于聋人的脑区有:两侧颞横回、颞平面前极及额下回,左侧颞上回,右侧颞平面;表现聋人激活强度显著高于正常人的脑区有:两侧枕叶、中央后回、中央前回。结论正常人和感音性聋人接受适当纯音刺激都可激活听觉中枢。在相同刺激条件下聋人听觉中枢激活程度较正常人低。人脑以网络模式处理听觉信息,不同感觉中枢间存在固有的联系,聋人的听觉中枢有重组现象发生。

静息态fMRI技术在临床的应用-局部一致性研究

静息态的fMRI成像（resting—statefMRI，rs—fMRI）是发展最为迅速的功能磁共振成像技术的分支之一，它能够在无特定任务的情况下，在受试者不做系统地思考或尽量不思考问题的状态下进行的磁共振扫描。静息态fMRI信号的低频振荡与自发的神经元活动关系密切，

主观认知下降及轻度认知障碍患者默认网络的静息态fMRI研究

目的分析主观认知下降(SCD)和轻度认知障碍(MCI)默认网络(DMN)的异常改变,揭示其演变规律,以期为阿尔茨海默病(AD)的早期诊断提供影像学依据。方法纳入SCD患者35例,MCI患者88例,健康对照(HC)者32名。收集受试者的相关临床数据、神经心理学量表评估数据以及3D-T1WI及静息态血氧水平依赖功能磁共振成像(BOLD-fMRI)数据。以后扣带回(PCC)作为种子点,分析SCD、MCI的DMN功能连接变化。结果与HC组相比,SCD组双侧前扣带回(ACC)的功能连接降低,右侧额下回的功能连接增强;MCI组双侧海马及海马旁回、右侧额上回/左侧ACC、部分右侧颞中回/角回的功能连接降低,右侧中央前回、双侧岛叶/双侧额下回、右侧中扣带回/右腹侧ACC、右侧补充运动区、左侧小脑的功能连接增强。结论随着疾病的进展,MCI在SCD的DMN功能连接变化的基础上出现了更为广泛的功能连接异常,提示了SCD是介于MCI和正常老年人之间的中间阶段。

乳腺癌化疗脑局部一致性异常的静息态fMRI研究

目的通过局部一致性(ReHO)来探讨乳腺癌患者化疗后长期认知功能水平及其与神经心理学量表和血液生化指标的相关性。方法选取29名化疗后的乳腺癌患者(C+)和28名未经化疗的同龄乳腺癌患者(C-)进行静息态功能磁共振检查、神经心理学量表测试和血液学检查。结果与C-组相比,C+组运动疲劳、认知疲劳、感知认知障碍、他人的评价、对生活质量的影响评分得分增高,感知认知能力得分降低,差异有统计学意义(P<0.05),提示C+组认知能力下降。C+组左内侧和旁扣带回SmReHO值降低,左侧颞极:颞中回、右侧颞上回、左侧中央后回、右侧补充运动区SmReHO值升高(体素水平FWE校正,P<0.01)。相关性分析显示C+组右侧颞上回SmReHO值与数字符号实验、对生活质量的影响评分呈正相关,左内侧和旁扣带回SmReHO值与感知认知能力呈负相关,右侧补充运动区、左侧中央后回SmReHO值与胆固醇水平呈负相关。结论乳腺癌化疗患者长期存在认知功能损伤和脑功能活动异常,ReHO改变可能是其病理基础。

针刺治疗缺血性脑卒中运动功能障碍康复BOLD-fMRI研究进展

缺血性脑卒中(ischemic stroke, IS)为我国首要致死致残疾病,70%患者并发运动功能障碍,针刺已成为一项早期重要辅助治疗手段。近年来,血氧水平依赖功能磁共振成像已成为研究针刺卒中的最常用方法。本研究从局部一致性、低频振幅等代表的局部功能传统体素分析和动态功能连接(dynamic functional connection, DFC)分析、图论分析等代表的复杂全脑网络分析研究成果比较入手,综述了针刺IS运动功能障碍研究从局部功能延伸至全脑功能分析,从体素研究向脑网络研究转化,并正在进一步向全脑整体网络研究深入的转变历程及利弊,进而提出目前该类研究已从基于单纯感觉运动网络(sensory motor network, SMN)映射的运动完成研究逐步过渡到基于默认网络(default mode network, DMN)映射的运动认知研究,但尚未完全普及。本综述为针刺IS运动功能障碍研究提供如灵活运用任务设计,围绕SMN及DMN双动态网络,采用DFC、图论等全脑网络分析针刺前后运动功能连接及属性变化等方法学指导及理论支持,从而更好地阐释针刺IS运动功能障碍康复机制并指导临床。

基于fMRI技术探讨针刺太溪穴对血管性痴呆患者脑功能的影响

目的:观察针刺太溪穴对血管性痴呆(VD)患者脑激活区分布规律的影响,探讨针刺太溪穴治疗VD的中枢效应机制。方法:分别采集18名VD患者针刺右侧太溪穴任务态fMRI数据,应用DPARSF、统计参数图(SPM12)及XJVIEW软件对数据进行后处理和统计分析。结果:针刺VD患者太溪穴正激活脑区:左内侧额上回,右侧额中回,右侧额上回;负激活脑区:左侧枕下回,双侧距状裂周围皮层,右侧颞中回,左侧后扣带回,左侧梭状回,右侧海马回,左侧枕中回,右侧角回,右侧缘上回。结论:针刺VD患者太溪穴发挥良性的双向调节作用,实现高级认知区、体感区、边缘系统和视觉听觉皮层的功能再平衡,也证实了针刺太溪穴治疗VD患者的有效性和可行性。

针刺申脉穴的fMRI脑功能成像研究

目的:研究针刺申脉穴脑功能变化的规律和激活脑区的定位信息。方法:利用血氧依赖性磁共振成像技术,获得健康志愿者的申脉穴在行针及留针不同针刺状态下的脑功能变化图像,利用SPM信号处理系统,对比分析不同针刺状态下脑功能变化的规律。结果:针刺申脉穴主要激活边缘系统(丘脑、扣带回、海马旁回)和额叶、颞叶等脑区,在行针和留针过程中激活的脑区存在较为明显的规律性变化,在行针过程中首先激活对侧脑区,留针后逐渐由对侧延伸到双侧。结论:激活的脑区可能在申脉穴治疗失眠等心境障碍性疾病时起一定作用。

针刺足三里穴PET和fMRI脑功能成像的初步探讨

目的探讨针刺足三里穴脑功能成像的实验方法和针灸治疗的中枢机制。方法利用18FDG PET和fMRI BOLD脑功能成像方法 ,获取针刺足三里穴脑内葡萄糖代谢和脑血流变化有关的实验数据 ,利用SPM和感兴趣区图像分析方法 (ROI)获得脑功能变化的可视性实验依据。结果针刺右侧足三里穴引起视丘下部、同侧室旁核和双侧颞叶的葡萄糖代谢和脑血流增加。结论针刺足三里穴可引起植物神经中枢和颞叶功能变化 。

外关穴真、假针刺fMRI脑功能成像研究

目的:运用fMRI脑功能成像技术,研究外关穴真针刺、假针刺不同状态下,青年志愿者不同脑区的激活情况,以印证"经穴特异性-脑相关假说"。方法:12例健康志愿者随机分为外关穴真针刺和假针刺组,分别接受不同的刺激。同时,运用GE公司3.0T超导MRI系统完成脑部扫描。所得图像采用SPM2软件包进行处理和分析。结果:外关穴真针刺能显著激活BA45、374、4、40、22、13、37、47区、海马、杏仁核、黑质等区域,外关穴假针刺则能显著激活BA46、44、41、13、40、37、19区等区域,与假针刺对比,外关穴真针刺能显著激活BA8区和小脑等区域,在一定程度上印证了赖新生教授的"经穴特异性-脑相关学说"。

针刺内关穴与非穴的fMRI脑功能成像研究

目的:观察针刺健康志愿者右侧内关穴和非穴时不同脑区的激活情况,探讨针刺穴位对脑中枢的激活效应。方法:将14例健康志愿者随机分为内关穴组和非穴组,分别针刺右侧内关穴和非穴;同时,运用GE公司1.5T超导核磁共振系统完成脑部fMRI扫描,获得局部脑组织激活与否的试验数据,采用感兴趣区(ROI)法进行处理和分析。结果:针刺内关穴和非穴,对双侧顶叶、额叶、枕叶、颞叶、基底节区、扣带回、小脑、脑桥、脑岛等多个脑区分别有不同程度的激活;从激活几率、激活数量和激活强度上看,针刺右侧内关穴以激活左侧顶叶、额叶、颞叶、枕叶为主,并且特异性激活左侧海马和双侧桥脑;尽管在脑区的激活上,有上述趋势,但是在统计学上无显著性意义(P>0.05)。结论:针刺内关穴和非穴激活的脑区有相对的差异性,针刺外周穴位能特异性的激活脑中枢。