慢性疲劳综合征患儿的全脑功能连接异常

目的评估慢性疲劳综合征(CFS)患儿静息状态下全脑功能连接异常。方法对31例CFS患儿(实验组)以及34名健康儿童(对照组),进行静息态fMRI扫描,应用REST软件包进行后处理。两两计算脑区间自发BOLD变化相关系数的z值。应用双尾t检验比较各自的z值来确定实验组与对照组间功能连接的差异。结果实验组中共发现15个显著的功能连接异常,其中7个脑区功能连接增强,分别为右侧丘脑-右侧内侧前额叶皮层、右侧岛叶-右侧前扣带回皮层、右侧丘脑-右侧岛叶、右侧丘脑-右侧第二躯体感觉皮层、右侧第一躯体感觉皮层-右侧第二躯体感觉皮层、左侧丘脑-左侧内侧前额叶皮层、左侧丘脑-左侧第二躯体感觉皮层,8个脑区功能连接减弱,分别为右侧丘脑-右侧前扣带回皮层、右侧丘脑-右侧壳核、右侧前扣带回皮层-右侧第一躯体感觉皮层、右侧前扣带回皮层-右侧第二躯体感觉皮层、右侧岛叶-右侧第二躯体感觉皮层、左侧丘脑-左侧壳核、左侧第一躯体感觉皮层-左侧岛叶、左侧第一躯体感觉皮层-左侧第二躯体感觉皮层)。结论内侧前额叶皮层、岛叶、躯体感觉皮质、前扣带回皮层之间的脑区功能连接异常有可能与CFS的发病和进展有关。

不同捻转手法对全脑功能连接的影响

目的:从功能整合角度观察并探索不同捻转手法对健康受试者全脑功能连接的影响。方法:将40名健康志愿者随机分为对照组和试验组,试验组再按照不同的捻转频率,分为120 r/min组、180 r/min组、240 r/min组,每组10名。针刺得气后按不同手法行针,对照组仅针刺不予手法操作。采用视觉模拟量表(VAS)评价针刺感受,基于fMRI和独立成分分析(ICA)比较全脑功能连接差异。结果:VAS结果显示,除沉重感外,各组酸感、胀感、麻感、痛感的组间比较差异有统计学意义(P<0.01)。ICA结果显示,行针后,120 r/min组受试者眶部额上回全脑功能连接强度减弱,180 r/min组受试者额内侧回全脑功能连接强度减弱,240 r/min组受试者颞中回全脑功能连接强度增强,对照组全脑功能连接无显著性变化。与对照组比较,120 r/min组受试者在距状裂周围皮层局部全脑功能连接强度减弱,180 r/min组受试者在中央旁小叶局部全脑功能连接强度增强,240 r/min组受试者在颞上回、楔前叶、额上回局部全脑功能连接强度减弱。结论:不同捻转手法对受试者的针刺感受和全脑功能连接影响存在差异,初步预测了不同的捻转手法可能通过介导不同脑区的神经功能活动从而发挥不同的针刺疗效。

肝豆状核变性伴认知损害的尾状核静息态功能连接改变的fMRI研究

目的:利用静息态fMRI分析肝豆状核变性(WD)伴认知损害患者的尾状核功能连接改变。方法:选取19例WD患者(WD组)及24例健康志愿者(对照组)为研究对象,并行静息态fMRI检查;采用简明智力状态量表(MMSE)、言语流畅性测验(VFT)、数字广度测验(DST)、前瞻记忆(PM)测试法评估患者认知功能;利用AFNI软件,分别以双侧尾状核为种子点(ROI),与全脑其他体素行功能连接分析,得到2组功能连接的差异脑区,对差异脑区的功能连接强度值与基于事件的前瞻性记忆(EBPM)评分及基于时间的前瞻性记忆(TBPM)评分行相关性分析。结果:WD组的MMSE评分、VFT评分、DST评分、TBPM评分和EBPM评分均较对照组低,差异均有统计学意义(均P<0.05)。与对照组相比,WD组左侧尾状核与双侧丘脑、双侧额上回、右侧额中回功能连接减低,右侧尾状核与小脑蚓部、双侧豆状核、双侧丘脑、双侧额上回、右侧角回功能连接减低。WD组右侧尾状核和右侧额上回间的功能连接强度值与EBPM评分呈正相关(r=0.508,P=0.028);右侧尾状核和右侧丘脑间的功能连接强度值与TBPM评分呈正相关(r=0.473,P=0.041);左侧尾状核和左侧丘脑间的功能连接强度值与TBPM评分呈正相关(r=0.462,P=0.047)。结论:WD患者认知障碍与纹状体-丘脑-皮质连接受损有关,尤其是尾状核与丘脑及额上回的功能连接减低有关。fMRI可作为WD患者脑功能障碍的重要研究手段。

基于fMRI数据的全脑动态功能连接网络拓扑属性的研究

人的大脑有约10^(11)个神经元,神经元之间通过其突触相互连接而组成一个高度复杂的网络,挖掘该网络的信息意义十分重大,将有助于解决人类认知性障碍疾病的预防和诊断.本文利用精神分裂症病人和正常对照受试者的功能性磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,fMRI)数据来构造人脑网络模型,再基于图论方法对精神分裂症病人的脑网络的异常拓扑属性进行探索.在传统的基于图论方法对人脑网络信息进行挖掘时,都是假设人脑网络模型具有时不变性,因而在构造人脑网络模型时是取整个时间段的时间序列数据进行构造的,构造出的是一种静态不变的网络,然而fMRI功能像时间序列数据具有不平稳性,难以保证时不变这一前提.因此,在构造人脑网络模型时,应该考虑其时变性的特点,构造一个动态的脑网络,这样才能更好地挖掘人脑网络的信息.本文利用取时间窗口,对时间序列数据进行分段计算,构造动态的脑网络模型,再结合图论知识进行分析,从而降低了fMRI功能像时间序列数据不平稳性对结果的影响.通过对精神分裂症病人和正常对照受试者不同水平的动态脑网络进行对比,结果发现精神分裂症病人和正常对照受试者的全脑动态功能连接网络的单个节点的属性、组网络的属性出现差异,这些网络属性差异的发现为进一步研究精神分裂症的病理机制提供了新的线索.

胃俞募配穴对脑岛味觉皮层损毁功能性消化不良大鼠脑功能网络连接的影响

目的:以小动物磁共振成像技术为研究手段,探寻胃俞募穴治疗对脑岛味觉皮层损毁功能性消化不良大鼠的全脑功能连接影响,深入分析胃俞募配穴治疗功能性消化不良(Functional Dyspepsia,FD)的中枢响应特点。方法:将60只雄性SD乳鼠随机分为手术针刺组、手术组、假手术组。采用碘乙酰胺灌胃、夹尾应激法,结合不规则喂养,分阶段制作FD模型。大鼠7周龄时,行脑岛味觉皮层损毁手术,手术针刺组与手术组以鹅膏蕈氨酸溶液注射,假手术组以磷酸缓冲盐溶液注射。FD造模成功后,手术针刺组以胃俞募配穴针刺10 d。针刺结束后,随机选取各组6只大鼠进行静息态fMRI扫描并进行全脑功能连接分析。结果:胃俞募配穴干预后,手术针刺组相较手术组,嗅结节与脑岛、海马与隔核连接减弱;嗅结节与缰核、丘脑,听觉皮层与梨状皮层、黑质与臂核连接增强。结论:胃俞募穴对FD大鼠的边缘系统、嗅觉皮层、基底神经节等与情绪、认知、内脏感觉调控相关的脑功能系统具有一定的调节作用,可能是治疗FD中枢响应机制之一。

基于独立成分分析功能连接的抑郁症分类研究

已有的功能连接研究大多根据脑图谱构建全脑功能连接,但目前可选用的脑图谱种类有限,且采用不同脑图谱的分析结果可能存在一定的差异。针对上述问题,利用独立成分分析方法研究了抑郁症辅助诊断问题。首先利用组独立成分分析提取独立成分并构建全脑功能连接网络,然后采用Boost FS(boosting feature selection)方法进行特征选择,最后应用多元模式分析方法对20名抑郁症患者和21名健康被试进行分类。实验分类准确率达到95.12%,错分了一名抑郁症患者和一名健康被试。进一步分析表明,具有较强分辨能力的脑网络为感觉运动网络、默认网络和视觉网络,与已有基于脑图谱的研究结果基本一致,从而说明了基于独立成分分析方法的合理性,使其可能成为抑郁症辅助诊断的一种新方法。