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。

男性精神分裂症患者脑结构网络小世界属性研究

目的:探讨男性精神分裂症患者脑结构网络小世界属性的特点。方法:对21例男性精神分裂症患者(患者组)进行弥散张量成像扫描(DTI),利用解剖学自动标记模板(AAL)将整个大脑划分为90个区域,采用纤维分配连续跟踪(FACT)方法构建脑结构二值网络;并与23名健康男性(对照组)比较。结果:两组脑结构网络均具有小世界属性(P=0.47);患者组平均最短路径长度较对照组显著增加(P=0.001),经FDR校正主要位于右侧颞中回、左侧楔叶、右侧枕中回、左侧扣带回后部、右侧颞上回颞极、右侧颞中回颞极(P均<0.001)。结论:男性精神分裂症患者脑结构形式和信息处理模式都具有小世界属性;但不同脑区间信息传递路径变长,提示其脑结构网络信息传递能力和脑区间信息整合能力受损。

孤独谱系障碍患儿静息态功能脑网络小世界属性研究

目的探讨孤独谱系障碍患儿静息态功能脑网络小世界属性的变化。方法将41例孤独症患儿(研究组)与41名健康对照儿童(对照组)的脑影像数据进行预处理、构建脑网络,运用图论的方式分析所构建脑网络的小世界属性,并对两组相关指标进行统计分析。结果两组都展示出了比较显著的小世界属性,其中研究组的聚类系数、最短路径长度、标准化路径长度均显著小于对照组(P<0.05)。结论孤独谱系障碍患儿大脑脑网络小世界属性出现异常,更加趋于随机化,可作为将来诊断孤独谱系障碍的辅助生物学指标。

“中国梦”的世界属性

"中国梦"是祖国富强、民族复兴和人民幸福之梦,"中国梦"的实现不仅会成为古老文明向现代文明成功转型的范本,而且它坚持的和平发展道路与"世界梦"相通,是中国人民与世界人民实现互利共赢美好生活的政治宣示。实现"中国梦"的历史进程将拓宽探索人类文明多样发展的视野,也将丰富人类文明发展的途径。"中国梦"既是和平世界之梦,也是和谐世界之梦。追求和平发展的"中国梦",不仅将惠及每一位中国人,也会极大地惠及世界人民。

精神分裂症患者及其一级亲属静息态脑功能网络的小世界属性研究

目的:探讨精神分裂症患者及其一级亲属静息态脑功能网络小世界属性特征的异同。方法:对符合DSM-IV诊断标准的33例精神分裂症患者、30例未患病一级亲属和34例健康对照进行静息态脑功能扫描,利用AAL模板将大脑划分为116个脑区并进行网络构建,比较三组被试的网络属性特征。结果:三组静息态脑功能网络均具有小世界属性,但患者组部分脑区节点属性(节点度和节点局部效率)显著异常(p<0.05, Bonferroni校正),主要位于右颞上回、左眶额皮质、左后扣带回和右小脑下叶;亲属组左后扣带回的节点度显著增加。结论:精神分裂症患者和一级亲属都存在左后扣带回节点属性异常,提示左后扣带回功能异常可能是精神分裂症的早期改变且受遗传易感性影响。

下腰腿痛患者大脑存在触觉空间辨识力相关的脑功能网络小世界属性改变的MRI研究

目的使用图论方法探讨下腰腿痛(LBLP)患者大脑功能网络的拓扑特性及其与临床功能评分的相关性。方法使用Siemens 3.0 T MR扫描仪采集29例LBLP患者和39名健康对照者的静息状态MRI数据,采用脑功能数据成像处理及分析助手(DPARSFA)4.5和SPM12工具箱对MRI数据进行预处理,采用Gretna软件构建大脑功能网络并度量和分析小世界指标。对组间小世界属性进行两样本t检验,并对LBLP患者有差异的脑功能网络小世界指标与临床评估参数进行偏相关分析。结果在典型频段(0.01~0.1 Hz),与健康对照组相比,LBLP患者归一化集群系数和小世界参数显著降低;节点效率(Ne)降低位于双侧楔前叶,左侧杏仁核和海马、右侧枕上回和枕下回的Ne增加。在亚频段下,LBLP患者全局效率、局部效率、集群系数等整体水平指标均下降;双侧中央前回、右侧海马旁回、双侧额下回、左侧苍白球等区域节点效率增加,而右侧额中回和额上回、右侧壳核等区域节点效率降低(P<0.05,Bonfferrni校正)。偏相关分析显示LBLP患者典型频段内归一化集群系数与左脚两点触觉评分呈负相关(r=-0.516,P=0.010)。结论在LBLP患者中,与空间触觉分辨有关的大脑功能网络小世界属性发生了改变,这为进一步了解LBLP的大脑机制提供了新的见解。

脑震荡综合征患者脑网络小世界属性变化的静息态功能MRI研究

目的探讨脑震荡综合征患者脑功能网络小世界属性的变化情况及其意义。方法纳入安徽医科大学附属省立医院2013年7月至2014年8月接诊的脑震荡后3个月的患者24例，同期招募21名年龄、性别及教育程度相匹配的志愿者为健康对照组；采集两组的静息态功能磁共振数据，采用图论分析法构建功能性脑网络，分析两组脑网络的小世界属性（λ〉1，λ≈1，且α=γ／λ〉1时该网络具有小世界属性）及其参数——集聚系数（Cp）和平均最短路径（Lp）的变化。结果在稀疏度0．05～0．40取值范围，脑震荡综合征组和健康对照组均符合小世界属性（γ值分别为1．871±0．253、2．178±0．178，入值分别为1．105±0．050、1．083±0．015，λ值分别为1．654±0．249、1．942±0．155），但脑震荡综合征患者小世界属性较健康人群发生了变化（两组γ值差异具有统计学意义，t=3．350，P=0．030）。脑震荡综合征组的Cp值和Lp值均大于健康对照组（Cp分别为0．310±0．022、0．290±0．026，Lp分别为4．720±3．489、3．743±1．671），但仅Cp值差异有统计学意义（P〈0．05）。结论脑震荡综合征患者具有小世界属性，但存在局部颅脑结构的功能紊乱，整体脑网络功能并未发生改变。

基于静息态功能磁共振成像探讨卒中后疲劳的中枢机制

目的应用静息态功能磁共振成像探讨卒中后疲劳(post-stroke fatigue,PSF)的中枢机制。方法随机选取2019年4月至2021年9月就诊于河北医科大学第二医院的急性脑梗死患者,分别在脑梗死急性期(发病14天内)和慢性期(发病3个月后)对被试者进行疲劳严重程度量表评估及功能磁共振成像检查,根据疲劳程度分组,应用MATLAB R2013b软件对数据进行处理,分析两组间小世界属性特征值γ、λ、σ、Cp、Lp和全脑静态功能网络连接(static functional network connectivity,sFNC)的差异,并将差异脑区与临床资料进行相关性分析。结果脑梗死急性期和慢性期两组性别、年龄差异均无统计学意义(P>0.05);两组脑网络均具有小世界属性(σ>1,γ>1,λ≈1),其中慢性期PSF组λ和Cp的曲线下面积较NPSF组减小,差异均有统计学意义(P<0.05),其余特征性参数曲线下面积差异均无统计学意义(P>0.05);梗死急性期PSF组与NPSF组相比,左侧额顶网络与视觉网络(visual network,VN)等多个网络的sFNC减低(P<0.05),双侧额顶网络分别与默认模式网络及感觉运动网络间的sFNC增高(P<0.05)。慢性期,与NPSF组相比,PSF组右侧额顶网络VN的sFNC减低(P<0.05),认知网络如默认模式网络与其他多个网络间sFNC增高(P<0.05)。结论脑梗死急性期PSF的发生可能与认知功能异常相关;脑梗死慢性期PSF患者部分脑网络间sFNC增强可能导致认知功能障碍,推测RFPN-VN的sFNC减低是高级执行网络功能过强而产生的抑制性代偿作用。

抑郁症患者脑网络拓扑属性研究分析

功能影像学从病理生理学角度研究发现,抑郁症患者与正常人相比在皮质区域和边缘系统存在功能紊乱.然而,很少有研究涉及抑郁症患者在全局效率和局部效率方面的变化.近年来随着图论方法的发展,人们迫切希望了解抑郁症患者大脑功能脑网络拓扑结构的变化.本文使用静息状态功能磁共振成像(fMRI)数据和图论的方法去研究正常人和抑郁症患者的全脑功能脑网络特征.研究结果表明,与正常人相比抑郁症患者显现出较高的局部效率.与此同时,抑郁症患者在很多脑区的节点属性有所改变.这可能表明抑郁症患者更容易受到负面情绪的影响.目前的研究可能揭示抑郁症的发病机制,为临床治疗提供新的研究方向.

基于MRI分析阿尔茨海默病大尺度脑网络研究进展

随着老龄化时代的到来,阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)逐渐成为困扰老年人的主要疾病。AD是一种与认知功能障碍相关的神经退行性疾病,在AD患者中,大脑网络连接遭到破坏,同时其拓扑属性也受到影响,导致解剖和功能连接的耦合分解。解剖连接可通过结构磁共振和弥散张量成像来追踪和评估;而功能连接则基于功能磁共振成像来检测其连接情况。本文借鉴以往学者的研究成果,总结AD的研究现状,旨在讨论AD患者大尺度脑网络改变的影像学特征,为广大研究者提供科学客观的AD预测及早期诊断的影像学标志物,以及未来研究思路。

急性脑梗死后应激性血糖升高的脑网络改变及功能连接分析

目的本研究基于图论及种子点分析,探讨急性脑梗死(ACI)后发生应激性高血糖(SIH)患者的脑网络改变及功能连接分析,发现其脑功能受损的神经机制。方法选取河北医科大学第二医院就诊的ACI后血糖不同程度升高的患者53例,将空腹血糖(FBG)/糖化血红蛋白(HbA1c)比值定义为应激性高血糖比率(SHR),按照第50百分位数将上述被试者基于SHR分为两组,分别命名为低水平P50-组(SHR≤0.92,n=25)和高水平P50+组(SHR>0.92,n=28):所有被试者均进行静息态功能磁共振成像(rs-MRI)并收集数据,计算脑网络相关参数,并基于右侧岛叶种子点进行全脑功能连接分析。结果P50-和P50+两组均具有小世界属性(σ>1),P50+组λ值大于P50-组(P<0.05),而两组间σ、γ值比较差异无统计学意义(P>0.05);与P50-组相比,P50+组右侧岛叶与右侧苍白球、右侧楔前叶、左侧枕叶皮质下区、双侧梭状回、右侧距状裂周围皮质的功能连接减弱。结论ACI后应激性血糖升高时脑网络拓扑结构趋向于规则网络的改变;ACI后发生SIH时右侧岛叶与多个脑区之间的功能连接减弱,相关脑区涉及多个脑网络,这可能是其脑功能受损的神经基础。

一种新的小世界网络指标在DTI脑网络中的应用研究

小世界是一种以较低的连接和能量成本实现高效的信息分离与整合的网络结构,而人脑网络具有显著的小世界特性。在弥散张量成像(diffusion tensor imaging,DTI)脑网络的研究中,如何有效地量化和评估网络的小世界属性依然是研究中存在的一个关键问题。在研究文中,我们首先概括了已有小世界属性评估指标及其存在的问题,随后提出了一种新的基于网络全局效率和局部效率的小世界属性评估指标。为了验证该指标的有效性,我们基于75个中老年人的DTI脑网络对其进行了应用与评估。与传统指标相比,该指标对研究对象的年龄变化更敏感,并与多项认知评估量表的结果存在显著相关。网络节点随机化和网络失连接这两种攻击测试的结果也表明,新指标在DTI脑网络的研究中具有较高的准确性和稳定性。

基于图论分析对自闭症谱系障碍儿童脑功能网络异常拓扑学属性的研究

目的 探讨自闭症谱系障碍(autism spectrum disorder,ASD)儿童与正常发育(typically developing,TD)儿童的脑功能网络拓扑结构差异。材料与方法 从国际自闭症脑成像交换数据库的4个站点中提取符合纳入标准的65例ASD儿童(ASD组)及65例TD儿童(TD组)的脑部静息态功能磁共振成像及T1加权结构像数据。应用图论分析研究大脑网络的拓扑结构,包括全局和局部拓扑参数。结果 在阈值范围内,ASD在聚类系数(clustering coefficient,Cp)和特征路径长度(characteristic path length,Lp)低于TD组(P<0.05);两组在全局效率(global efficiency,Eglob)、局部效率(local efficiency,Eloc)等指标的差异无统计学意义。ASD组和TD组的脑功能连接网络满足标准化的聚类系数(γ)>1和标准化的特征路径长度(λ)≈1,具有小世界网络属性,但两组间的γ和λ值差异无统计学意义。节点水平分析结果显示ASD组在双侧前扣带回、双侧尾状核、双侧海马、右侧顶下小叶等脑区的节点效率较TD组减低(P<0.05)。结论 与TD组相比,ASD组大脑拓扑学改变仍符合小世界网络属性,但有向随机网络转变的趋势,其功能整合能力增强,功能分化能力降低,某些脑区的节点效率降低,为探讨ASD的发病机制以及解释ASD临床症状提供了一个新的角度。

漫谈铲除滋生未成年人暴力犯罪的土壤

近期,邯郸初中生被杀一案,引起社会震惊,引发舆论广泛关注。“小人儿”的成长,是一个由“自然属性”向“社会属性”缓慢转换的历程,也是由“动物世界”向“人类社会”长入的艰难过程。“丛林法则”——暴力和“冷暴力”是在孩子成长的道路上挖掘陷阱,是阻滞他们长入“人类社会”而久留“动物世界”的毒瘤。震慑“小恶魔”,治标不治本。严格贯彻执行国家有关“五育并举”的教育改革精神,努力办好家长学校,对有关保护未成年人权益的法律法规贯彻执行情况进行严格的监管,违者严惩不贷。唯如此,才能铲除滋生“小恶魔”的土壤。

基于在线社会网络的用户影响力研究

对大规模的在线社会网络图结构进行了较为系统的分析,结果表明社会网络的入度、出度、发文数等基本符合幂律分布。社会网络的小世界属性也使得强连通关系呈现"纺锤体"形状。该文从用户的阅读概率角度引入用户的发文行为、浏览行为与标签社区小世界属性等对用户的社会影响力模型进行建模。实验结果显示PTIM模型融合了发文行为与小世界属性等特性,在最具影响力用户节点、用户粉丝数、认证用户数与人工标注的相对用户影响力大小等指标上均表现出稳定的性能。

用于构建脑磁图网络的信号提取方法

构建脑磁图功能网络时,一般选取各脑区功率最强的源信号代表其神经活动,这将造成信息损失.针对此问题,提出了2种改进方案:基于叠加平均的方法和基于聚类的方法.为了验证上述方案,选取了51例被试任务状态下的脑磁数据,对其各频段利用最大功率、叠加平均、聚类3种方法进行信号提取,然后对以其构建的脑功能网络进行k均值聚类分析,此外,对以上3种方法构建的脑网络特征进行分析比较.结果表明:叠加平均方法的准确率最高、最大功率次之,聚类方法准确率最低;脑网络特征分析结果发现基于叠加平均和最大功率方法构建的大脑网络具有较强的小世界属性,而使用聚类方法构建的大脑网络其小世界属性较弱.基于本研究初步得出结论,采用叠加平均和最大功率信号提取方法构建脑磁图脑网络具有可行性.

基于DTI复杂网络的两性大脑差异性研究

为解释男女大脑差异是如何影响人们的思维和行为的,我们利用DTI复杂网络技术对男女两性大脑的差异性进行了定量分析。将44例健康志愿者分成男女两组,利用磁共振弥散张量成像对志愿者进行扫描和数据采集,通过构建脑白质纤维结构网络,并结合图论知识和复杂网络特征度量参数,对男女大脑结构差异及其在功能上的体现进行分析。对两组志愿者的脑结构网络分析发现,男女两组志愿者均具有小世界属性。结构网络局部参数分析显示,男女在涉及语言、情感、运动、方向感等的脑区具有显著差异。男女两性大脑生理结构的差别确实会导致大脑在功能上出现差别,两性大脑在功能上的差别可认为是两性在负责相关功能的脑区所具有的差异所导致。

住宅小区共有财产治理的制度探究

文章首先简要介绍了制度分析与发展框架,并运用此框架对住宅小区的共有资源治理进行了分析。物理世界属性、社群属性以及制度规则是影响共有财产治理的三个重要因素。物理世界属性决定了治理中集体行动的必要性,社群属性奠定了治理基础,自治组织发展的差异对制度规则产生了重大影响,进而产生了治理的差异。

一氧化碳中毒后迟发性脑病患者的大脑结构网络损伤的扩散张量成像研究

目的利用扩散张量成像(diffusion tensor imaging,DTI)测量一氧化碳中毒后迟发性脑病(delayed encephalopathy after acute carbon monoxide poisoning,DEACMP)患者脑结构网络改变,探讨DEACMP认知障碍的神经影像学机制。材料与方法分别对25例DEACMP患者和25例年龄、性别匹配的健康对照者(healthy controls,HCs)进行DTI扫描。应用自动解剖标签AAL模板将全脑共划分为90个区域。采用连续示踪法重建出脑纤维束连接网络和脑结构加权网络,并在构建出的两种不同网络基础上,用图论方法进行分析。采用两独立样本t检验比较DEACMP组和HCs组的网络特征参数。提取不同脑区的网络特征参数,分析DEACMP组与认知功能障碍的相关性。结果两组被试均显示出"小世界"属性。DEACMP组的最短路径长度增加(Lp=0.86±0.05),全局效率(Eglob=9.60±2.65)和局部效率(Eloc=17.98±3.89)下降。而且,DEACMP组的默认网络、突显网络、中央执行网络及视觉区域的核心节点减少(P<0.05,FDR校正)。DEACMP组左侧杏仁核节点度值与简易智力状态检查量表(simple intelligence status check scale,MMSE)、蒙特利尔认知评估(montrealcognitiveassessment,MoCA)评分呈明显正相关(r=0.863,P=0.001;r=0.525,P=0.021);左侧舌回节点度值与MoCA评分呈正相关(r=0.406,P=0.019),与临床痴呆评定量表(clinical dementia rating scale,CDR)评分呈负相关(r=-0.563,P=0.016)。DEACMP组右侧背外侧额上回节点效率值与CDR评分呈负相关(r=-0.377,P=0.031)。结论 DEACMP患者网络拓扑属性及节点的差异变化可显示DEACMP患者相关大脑区域特别是脑高级功能损害的程度。

2型糖尿病脑白质微结构网络拓扑结构改变的相关研究

目的:通过扩散张量成像(DTI)探讨2型糖尿病(T2DM)患者脑白质网络结构的改变,为预测糖尿病脑病的发生和发展提供一些客观依据。方法:选取具有完整临床资料且病程为5~20年的T2DM患者30例,同时选择年龄、性别、教育年限相匹配的健康对照组(HCs)志愿者25例,并收集相关的临床资料,包括病程、体重指数(BMI)、空腹血糖(FPG)、糖化血红蛋白(HBA1c)、总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)等。所有被试者均在3.0T磁共振扫描仪上进行头颅DTI检查。采用图形理论分析方法,分析T2DM患者大脑白质结构网络与健康对照(HCs)组之间的差异;采用Pearson偏相关系数计算T2DM患者组脑结构网络的相关特征性参数与临床相关指标的相关性。结果:T2DM患者组"小世界属性"(σ)全局及局部脑结构网络特性参数与健康对照(HCs)组差异有统计学意义(t=2.507,P<0.05);T2DM患者组在包括双侧眶部额上回(ORBsup.L,ORBsup.R)、双侧背外侧额上回(SFGdor.L,SFGdor.R)、左侧内侧额上回(SFGMed.L)、左侧额中回(MFG.L)、左侧中央前回(PreCG.L)、左侧嗅皮质(OLF.L)、左侧尾状核(CAU.L)、左侧脑岛(INS.L)等区域的脑结构网络连接较健康对照(HCs)组低,差异有统计学意义(P<0.05,FDR校正);T2DM患者组左侧额中回(MFG.L)的局部效率(Eloc)值与血清糖化血红蛋白(HBA1c)值呈负相关(P<0.05,r=-0.433)。结论:T2DM患者大脑白质网络结构较正常组发生了改变,这些改变可能与糖尿病脑病的发生发展机制有关。