基于功能连接度的城市生态廊道空间范围划定研究

如何科学确定城市生态廊道空间范围是城乡规划和风景园林领域最为关心的问题之一。基于电路理论模型量化源地间物种转移廊道的功能连接度,引入经济学“效益成本比”思想构建城市生态廊道空间范围划定模型,提取生态廊道功能连接度效益成本比的拐点作为该条廊道规划建设的参照宽度。结果显示:(1)研究区共识别59个30hm^(2)以上的生态源地,其中大型生态源地多处在研究区外围,景观阻力面空间分布特征具有明显地“核心-边缘”特征;(2)基于最小成本路径模型与电路理论提取出126条生态廊道,并识别了重要生态源地、夹点及障碍点,发现障碍点与夹点空间存在明显拮抗关系;(3)整合电路理论(Circuitscape平台Pairwise模式)与分段线性回归模型划定研究区城市生态廊道的参考宽度范围处于60.27~371.83m,并对比了现有功能连接度量化方法对廊道参照宽度有潜在影响。以上研究结论可为今后城市乃至区域生态网络构建提供科学借鉴。

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。

基于多变量模式分析的飞行学员脑功能连接的识别研究

目的基于多变量模式分析(multivariate pattern analysis,MVPA)对飞行学员和健康的普通人的大脑功能连接进行有效识别。材料与方法采集了40名已经取得执照的飞行专业在校学生与39名地面专业在校学生的功能磁共振数据。通过网络功能连接分析得到功能连接矩阵作为特征,分别通过最小绝对收缩选择算子(least absolute shrinkage and selection operator,LASSO)算法与独立样本t检验方法对特征降维。使用不同核函数的支持向量机(support vector machine,SVM)进行训练和预测,使用留一交叉验证法进行模型性能评估,最终根据训练后SVM模型中的权重定位对应脑区之间的功能连接。结果使用LASSO特征筛选的线性(linear)核SVM模型准确率为81.82%,敏感度82.05%,特异度81.58%,曲线下面积(area under the curve,AUC)为0.88。核函数对模型准确率的影响不大。模型中右侧中央旁小叶、双侧中央后回、双侧顶下缘角回、右侧梭状回、左侧眶部额中回、左侧顶上回、右侧眶部额下回有较高的权重,模型中的权重集中在感觉运动网络(somatomotor network,SMN)与默认模式网络(default mode network,DMN),分别占用所有权重的25.62%和25.27%。结论结合LASSO算法进行特征筛选的SVM可以对飞行学员大脑进行有效识别,并且有更好的可解释性和更小的过拟合。模型权重信息反映了飞行学员主要在运动能力和感知能力有别于普通人。

伴自杀意念首发抑郁症患者小脑-大脑功能连接的fMRI研究

目的:基于静息态fMRI探讨伴自杀意念的首发抑郁症患者小脑-大脑功能连接(FC)的改变。方法:前瞻性将2018年2月-2022年1月在本院就诊的58例伴自杀意念(SI组)和42例不伴自杀意念的抑郁症患者(NSI组)以及49例相匹配的健康志愿者(HC组)纳入本研究,对所有被试行静息态fMRI扫描。分别在双侧小脑的Crus-Ⅰ、-Ⅱ、-Ⅴ、-Ⅵ和蚓部勾画ROI,采用基于种子点的FC分析方法计算抑郁症患者小脑各ROI与大脑的FC值。对所有抑郁症患者进行抑郁相关的临床量表评估,包括24项汉密尔顿抑郁量表(HAMD24)和Beck自杀意念量表中文版(BSI-CV),HAMD24评分包括HAMD24总分及焦虑/躯体化、体质量、认知障碍、日夜变化、阻滞、睡眠障碍和绝望感共7项因子的评分;BSI-CV评分包括自杀意念因子和自杀危险因子两项评分。采用Pearson或Spearman相关分析对组间差异有统计学意义的小脑-大脑FC值(SI组、NSI组和HC组两两比较)与临床变量(病程、HAMD24评分和BSI-CV评分)进行相关性分析。结果:与HC组相比,SI组和NSI组的小脑与颞上回、中央前回、中央钩盖、中央旁小叶的FC值升高,小脑与额中回、颞叶、角回和后扣带回的FC值降低;与NSI组相比,SI组的小脑与颞中回和颞下回的FC值升高,与右侧角回的FC值降低。右侧小脑Crus-Ⅰ与大脑间的FC值与HAMD24总分及阻滞、体质量、日夜变化和认知障碍四项因子的评分均呈负相关(r=-0.308、-0.315、-0.273、-0.311、-0.263,P均<0.05);左侧小脑Crus-Ⅰ与额中回和后扣带回的FC值与体质量因子评分之间均呈负相关(r=-0.295、-0.289,P均<0.05),左侧小脑Crus-Ⅰ与颞上回的FC值与自杀危险因子评分呈负相关(r=-0.277,P<0.05),左侧小脑Crus-Ⅰ与中央钩盖的FC值与体质量因子评分呈正相关(r=0.278,P<0.05);左侧小脑Crus-Ⅰ与中央旁小叶的FC值与睡眠障碍因子评分呈正相关(r=0.382,P<0.05)。结论:静息态fMRI证实伴自杀意念的抑郁症患者的小脑与大脑之间的功能连接出现了紊乱,主要发生于执行网络和默认模式网络,从而为伴自杀意念抑郁症患者发病机制的研究提供了新思路。

首发抑郁症伴自杀意念患者中缝核功能连接的改变

目的观察首发抑郁症伴自杀意念(SI)患者中缝核功能连接(FC)改变。方法前瞻性纳入98例首发抑郁症患者,根据伴SI与否将其分为伴SI组(n=56)与不伴SI组(n=42);另以47名健康志愿者为对照组。以静息态功能MRI观察背侧中缝核(DRN)、中缝中央核(MRN)与全脑间的FC;比较3组及两两组间FC,分析伴SI组差异脑区FC与临床资料的相关性。结果相比对照组,伴与不伴SI组DRN与左侧小脑及左侧壳核的FC均降低(P均<0.05),MRN与右侧颞下回的FC均升高而与左侧额下回、右侧枕上回、左侧顶下小叶及左侧壳核的FC均降低(P均<0.05);其中,伴SI组DRN与左侧壳核的FC高于不伴SI组(P<0.05);相比不伴SI组及对照组,伴SI组MRN与右侧中央后回的FC升高(P均<0.05)。伴SI组MRN与左侧壳核的FC与24项汉密尔顿抑郁量表(HAMD-24)体质量得分呈正相关(r_(s)=0.297,P=0.026)。结论首发抑郁症伴SI患者中缝核与皮层和皮层下区的FC存在异常改变,且其MRN与左侧壳核的FC与HAMD-24体质量得分呈正相关。

精神分裂症患者动态功能连接和效应连接的功能磁共振成像研究

目的:采用静息态功能磁共振成像方法,探究精神分裂症患者脑动态活动特征。方法:招募43例符合精神障碍诊断与统计手册第4版(DSM-IV)诊断标准的精神分裂症患者和31例正常对照,每个被试均接受静息态功能磁共振成像扫描,采用阳性与阴性症状量表评估患者症状严重程度,DPABI软件用于计算计算动态局部一致性(dReHo)和动态功能连接(dFC),采用格兰杰因果分析(GCA)计算dReHo显著脑区和全脑其他脑区之间效应连接,采用独立样本t检验比较两组被试dReHo和dFC的组间差异。结果:与正常对照组相比,精神分裂症患者左侧中央后回(P<0.01,团簇水平FWE校正)dReHo下降;患者左侧中央后回和左侧额中回、左内侧额上回、右侧锯状裂、左内侧旁扣带回、右侧补充运动区之间的dFC高于正常对照组(P<0.01);患者从左侧中央后回向右侧豆状壳核的效应连接下降(P<0.02,团簇水平FWE校正)。结论:精神分裂症患者中央后回动态功能连接和效应连接均存在异常。

伴有童年创伤的重症抑郁患者异常全脑功能连接:一项静息态功能磁共振研究

【目的】童年创伤(CT)被认为是成年后发展为重度抑郁(MDD)的主要危险因素之一。然而,伴有CT的MDD(CT-MDD)患者的神经基础仍然知之甚少。因此,本研究的目的是探讨CT-MDD患者静息态全脑功能连接(FC)。【方法】对34名CT-MDD患者和34名健康对照组进行静息态功能磁共振扫描。进行全脑体素水平度中心性(DC)分析,选取两组间显著差异的脑区作为感兴趣区(ROI),进一步计算全脑FC。随后,将异常脑区DC,FC值与临床量表进行相关性分析。【结果】CT-MDD组右侧额中回(MFG)的DC值高于健康对照组。基于种子点的脑功能连接分析发现,与健康对照组相比,CT-MDD组右侧MFG与右内侧前额叶和左侧楔前叶之间的FC增加(P<0.05)。此外,右侧MFG的DC值与CT严重程度相关。【结论】我们的结果表明,以右侧MFG作为ROI,其与默认网络(DMN)中的两个重要脑区右内侧前额叶和左侧楔前叶之间的FC增加,这可能表明CT-MDD患者的认知执行网络与DMN之间的同步性增加。这些发现可能为深入了解CT-MDD的病理生理机制提供了见解。

针刺阳陵泉对中风偏瘫患者脑网络功能连接的即刻效应

目的 基于功能磁共振成像(fMRI)技术,对比针刺阳陵泉真穴/假穴对中风偏瘫患者感觉运动网络(SMN)、背侧注意网络(DAN)功能连接的即刻效应,探讨针刺对中风偏瘫患者中枢调节机制及经穴特异性。方法 纳入中风偏瘫患者20例,间隔2周分别进行1次针刺阳陵泉真穴与假穴的fMRI扫描,应用独立成分分析提取运动相关的SMN、DAN,比较功能连接差异。结果 在SMN内,针刺阳陵泉真穴后较针刺前功能连接增强,增强的脑区有右侧中央前回、颞上回、额下回、楔叶、楔前叶,左侧颞中回、枕中回、颞上回、海马旁回、额下回、颞上回;针刺阳陵泉假穴后较针刺前功能连接增强,增强的脑区有右侧中央前回、额上回、额中回、扣带回,左侧额内侧回、前扣带回、豆状核、尾状核。在DAN中,针刺阳陵泉真穴后较针刺前功能连接增强,增强的脑区包括右侧大脑楔前叶、颞上回、颞中回、枕中回,左侧扣带回、后扣带回、楔前叶;针刺阳陵泉假穴后较针刺前功能连接增强,增强的脑区包括右侧前扣带回,左侧前扣带回、额内侧回。结论 针刺阳陵泉能激活中风偏瘫患者SMN、DAN双侧相关脑区,可能通过调节运动的启动及执行促进患者运动功能的恢复,且相较假穴更具经穴特异性。

慢性脑卒中伴严重偏瘫患者经胼胝体相连皮质功能连接异常对运动恢复的影响

目的:探究慢性脑卒中重度偏瘫患者的经胼胝体连接脑区的功能连接改变及其与上肢运动功能恢复的相关性。方法:收集25例慢性脑卒中重度偏瘫患者康复干预1个月前后和32例健康受试者的静息态功能磁共振成像数据。利用自动解剖标记图谱(anmtomical automatic labeling,AAL)识别与胼胝体直接相连的32对同源皮质脑区并进行感兴趣区水平的功能连接分析,比较这些脑区的患侧半球内、健侧半球内以及半球间功能连接的组间、组内差异,并进一步将功能连接与患者上肢运动功能评分(Fugl-Meyer assessment of upper extremity,FMA-UE)进行相关性分析。结果:与健康对照组相比,卒中组康复干预前和干预后半球内总功能连接差异均不显著,而半球间总功能连接显著减弱(P<0.01,FDR校正);进一步分析发现,同源脑区比非同源脑区的半球间功能连接减弱更加明显,涉及前额叶、感觉运动区、顶叶、颞叶和枕叶。与干预前相比,卒中组干预后的患侧内侧眶回与健侧内侧额回间的功能连接显著增强(P<0.01,FDR校正)。相关性分析显示,卒中组干预前半球间总功能连接与干预前FMA-UE评分显著正相关(r=0.590;P=0.004)。有5条半球间功能连接与干预前FMA-UE评分显著正相关(P<0.05)。其中3条为同源脑区连接,涉及额下回盖部、腹侧运动前区和初级运动皮质。另外2条为非同源脑区间连接,分别是患侧外侧眶回与健侧额下回眶部之间的连接、患侧顶下小叶与健侧缘上回之间的连接。此外,卒中组康复干预前有3条非同源脑区半球间连接与FMA-UE评分变化量显著正相关(P<0.05),涉及初级运动皮质、初级感觉皮质、腹侧运动前区和颞上回。卒中组干预前后功能连接变化量与FMA-UE评分变化量无显著相关性。结论:经胼胝体相连脑区的半球间功能连接下降可能是影响慢性期脑卒中运动功能障碍持续存在的重要因素之一。感觉运动脑区之间以及健侧感觉运动脑区与患侧颞上回之间的跨半球功能连接与运动恢复密切相关,可用于预测慢性期脑卒中重度偏瘫患者上肢运动功能的恢复。

基于V1区种子点应用静息态功能磁共振的功能连接技术分析正常眼压性青光眼患者脑部功能连接的变化

目的基于V1区种子点(ROI)应用静息态功能磁共振的功能连接技术研究正常眼压性青光眼(NTG)患者和健康志愿者的脑部功能连接变化,旨在探究NTG患者的发病机制及早期诊断方法。方法收集符合纳入标准的NTG患者14例(NTG组)及健康对照者14例(HCs组),收集受试者的临床数据信息后对两组受试者行静息态功能性磁共振成像扫描。通过软件对磁共振数据进行预处理,以双侧V1区作为ROI,分别计算其与全脑体素时间序列的相关性并比较组间静息态功能连接的差异得到V1区ROI和全脑的功能连接值。采用Pearson相关分析探讨NTG组患者与V1区功能连接显著差异脑区功能连接值与临床变量之间的相关性。结果与HCs组受试者相比,NTG组患者年龄、性别、体重、杯盘比、24 h平均眼压差异均无统计学意义(均为P>0.05),两组患者间左、右眼最佳矫正视力(BCVA)及视盘周围视网膜神经纤维层厚度(RNFLT)差异均有统计学意义(均为P<0.05)。Pearson相关性分析结果显示,NTG组患者与V1区异常功能连接脑区功能连接值均与RNFLT具有相关性(P<0.05)。ROI1-左侧额上回、ROI1-右侧额上回、ROI2-左侧扣带回和ROI2-右侧额中回与RNFLT均呈显著正相关(均为P<0.05)。与HCs组受试者相比,NTG组患者与右侧ROI功能连接减低的脑区为左侧额上回及右侧额上回;与左侧ROI功能连接减低的脑区为左侧扣带回和右侧额中回。结论相较于健康人,NTG患者某些特定大脑区域与V1区的功能连接有显著改变,包括双侧额上回、左侧扣带回、右侧额中回。大脑功能活动的变化区域可能由NTG引起的视觉功能障碍导致视觉和认知情绪处理脑区的功能损伤,这可能是NTG患者潜在神经病理机制之一。

克罗恩病患者静息态脑功能比率低频振幅及功能连接研究

目的通过比率低频振幅(fALFF)联合基于种子点的功能连接(seed-based FC)在区域和网络水平上探讨静息状态下克罗恩病(CD)患者的脑功能变化情况。方法收集13例经我院诊断为CD的患者以及12名健康志愿者(HC),对被试进行简易智力状态检查量表(MMSE)、汉密顿抑郁量表(HAMD)测试,并采集静息状态脑功能磁共振成像数据。分析fALFF确定种子点,计算种子点与全脑体素之间的功能连接值(zFC)并将差异结果与临床资料、MMSE和HAMD得分进行相关分析。结果与HC组相比,CD组在左侧顶下缘角回、缘上回及角回的zfALFF值减低,左侧辅助运动区、背外侧额上回及右侧辅助运动区、背外侧额上回、中央前回zfALFF值增高;左侧顶下缘角回与右侧枕中回、颞中回的zFC值增高。相关性分析显示,CD组左侧顶下缘角回zfALFF值以及左侧顶下缘角回与右侧枕中回zFC值与病程呈正相关(r=0.555,r=0.623,P<0.05);右侧背外侧额上回zfALFF值与病程、左侧顶下缘角回与右侧枕中回zFC值与洗涤菌群移植(WMT)次数呈负相关(r=-0.614,r=-0.681,P<0.05)。结论CD患者在负责外部环境监测、认知加工以及感觉运动处理的脑区存在功能和调节异常,且WMT对CD患者的脑网络存在影响。

基于脑电信号的上肢运动想象与运动执行脑网络的动态功能连接研究

目的:本研究通过记录脑卒中偏瘫患者及健康人进行指定的运动想象(motor imagery,MI)及运动执行时的脑电信号,评估不同任务态初级运动区(motor area,M1)及运动前区(premotor area,PMA)相关节点的功能连接的差异,并探索其与共同运动、分离运动控制之间的关系。方法:共纳入10例脑卒中偏瘫患者及19例健康人,所有受试者根据视觉指令完成运动想象与运动执行任务,采集执行任务时的脑电信号,选取包括M1和PMA上的12个信道数据进行分析。对8-30Hz频带脑电信号进行滤波处理,采用基于改良S变换提取特征,并进行归一化处理避免个体差异,分别对左右手运动想象以及两种运动执行时12个节点的数据进行相关性分析(Pearson相关系数)以明确脑功能连接,并对节点度进行χ^(2)检验观察差异。结果:在脑卒中患者中,各节点关联度在运动想象及运动执行中的分布趋势与健康人类似;与运动执行相比,运动想象时各节点功能连接强度和密度都有升高趋势,与健康人结果类似。健康人在进行左手运动想象时,M1区的C4节点关联度明显高于对侧C3(P<0.05),当右手运动想象时,在左侧PMA区FC3和FC1的功能连接总和明显高于对侧FC4和FC2总和(P<0.05);当进行右上肢分离运动时,C3节点度明显降低(P<0.05)。结论:右手运动想象的功能连接的核心区域在左侧PMA区,且各信道节点关联度高于运动执行,而左手运动想象功能连接分布较平均。共同运动与分离运动模式所激活的主要脑区存在差异。

MCI患者高阶动态功能连接的图论网络构建方法及分类

针对在低阶脑网络应用图论忽视了功能连接高阶动态性的问题,提出了一种基于高阶动态功能连接的图论网络构建方法(GNC-HodFC),提取高阶FC网络的图论特征以对轻度认知障碍患者和健康被试者进行差异性分析及分类。首先定义了表征高阶动态脑网络连接的图论节点和边;然后利用滑动窗相关技术提取低阶功能连接信息,提出平稳性判据,选取最优特征子集以构建图论的节点;最后提出自适应阈值策略对高阶动态功能连接信息进行选取以构建图论的边,最终完成高阶动态脑网络的图构建。实验结果表明,GNC-HodFC的平均分类准确率可以达到70.5%,优于其他三种对比方法,且患者组和健康组的图论特征中存在显著性差异,GNC-HodFC方法可以为轻度认知障碍的诊断提供新的辅助手段。

抑郁障碍患者楔前叶功能连接与抗抑郁药物早期疗效的相关性

背景 默认网络内楔前叶功能活动与抗抑郁药物的疗效有关。然而,楔前叶功能网络与抗抑郁药物早期疗效的关系仍不清楚。目的 探索抑郁障碍患者楔前叶功能连接(FC)与抗抑郁药物早期疗效的关系,以期寻找预测抗抑郁药物早期疗效的神经生物标志物。方法 连续纳入2017年7月—2019年2月在四川大学华西医院心理卫生中心就诊的、符合《精神障碍诊断与统计手册(第5版)》(DSM-5)诊断标准的47例抑郁障碍患者。采集患者基线期静息态功能磁共振(rs-fMRI)数据及临床信息。患者接受2周抗抑郁药物治疗,根据治疗2周时16项抑郁症状快速自评量表(QIDS-SR16)评分减分率是否≥20%,将患者分为早期改善组(n=27)和未改善组(n=20)。以双侧楔前叶为种子点,计算楔前叶与全脑FC值,比较两组基线期楔前叶FC的差异。采用Pearson相关分析考查差异有统计学意义的脑区的FC值与QIDS-SR16评分及其减分率之间的相关性。结果 早期改善组左侧楔前叶与左侧中央前回的FC值、右侧楔前叶与右侧梭状回的FC值均高于未改善组(GRF校正,P<0.01)。抑郁障碍患者左侧楔前叶与左侧中央前回的FC值、右侧楔前叶与右侧梭状回的FC值与QIDS-SR16总评分减分率均呈正相关(r=0.475、0.297,P均<0.05)。结论 基线期较低的左侧楔前叶与左侧中央前回、右侧楔前叶与右侧梭状回的FC与较差的抗抑郁药物早期疗效有关,楔前叶FC可能是预测抗抑郁药物早期疗效的潜在指标。

原发性失眠静息态功能磁共振成像脑功能连接分析方法的研究进展

目前,原发性失眠(PI)的发病机制尚不清楚,静息态磁共振功能成像技术(rs-fMRI)可能有助于阐明PI的神经生理机制。研究发现,PI与大脑静息态网络的功能连接受损之间存在关联,但由于分析方法存在异质性以及研究方案、统计学方面的局限性,很难总结出PI神经影像学的一般结论。目前PI的rs-fMRI脑功能连接分析方法包括基于种子点的功能连接、图论分析、独立成分分析、体素镜像同伦连接分析以及动态功能连接。

轻度认知障碍分类中全脑功能连接的特征压缩分析

利用静息态功能磁共振成像技术获取脑区的功能连接(Functional connection,FC)被广泛地应用于轻度认知功能障碍(Mild cognitive impairment,MCI)的分类研究中。然而,全脑FC用于分类通常存在信息冗余和特征维度灾难问题,为此,提出一种“G-Lasso+特征压缩”的新方法来解决以上问题。首先,利用盲源分离技术获得全脑功能脑区的活跃信号时间序列,采用G-Lasso构建FC稀疏网络;其次,计算MCI患者、正常被试及所有被试在组平均上的稀疏FC,并结合欧氏距离进行簇Class 1~Class 3中心判决,获取簇间差异特征信息;最后,将每个被试的稀疏FC表达为簇中心的线性组合,获取压缩的FC作为关键特征完成分类。实验采用公开的数据库测试本文方法,结果表明,所提方法进行Class判决后获得簇间特征具有显著差异且提供了有效的标志信息,进一步压缩获取关键特征的分类准确率(89.8%)比仅使用稀疏方法提高了5%~10%。该结果表明,为了解决全脑FC存在的问题,需要考虑到特征选择和降维,但有诸多不确定因素信息,可以适当地将“稀疏+压缩”进行结合。

重型抑郁障碍患者默认网络静态与动态功能连接变化

目的 基于静息态功能MRI(rs-fMRI)观察重型抑郁障碍(MDD)患者默认网络(DMN)静态与动态功能连接变化。方法 回顾性分析55例MDD患者(MDD组)及35名健康体检者(对照组)头颅高分辨率结构图像及rs-fMRI;以Matlab平台CONN工具箱进行图像预处理及独立成分分析(ICA)以提取DMN;比较组间DMN与全脑静态与动态功能连接变化;采用Pearson相关性分析观察MDD组与对照组存在差异脑区DMN与汉密尔顿抑郁量表-24项(HAMD-24)、汉密尔顿焦虑量表(HAMA)及韦氏智力测验评分的相关性。结果 相比对照组,MDD组DMN与丘脑、楔前叶及中央前回静态功能连接均减弱(P均<0.05);MDD组DMN与丘脑功能连接强度与HAMD-24评分呈低度负相关(r=-0.333,P=0.014)。相比对照组,MDD组DMN内侧前额叶皮层、左/右外侧顶叶与伏隔核,以及左外侧顶叶、后扣带回与丘脑动态功能连接均减弱。MDD组DMN内侧前额叶皮层-伏隔核、后扣带回-丘脑动态功能连接强度与HAMD-24评分呈低度正相关(r=0.313,P=0.019;r=0.311,P=0.021)。结论 MDD患者DMN与局部脑区存在静态与动态连接异常,部分与抑郁症严重程度相关。

静息态功能MRI观察脑小血管病患者额顶网络功能连接与认知功能的关系

目的采用静息态功能MRI(rs-fMRI)观察脑小血管病(CSVD)患者额顶网络(FPN)功能连接(FC)与认知功能的关系。方法回顾性分析50例CSVD认知障碍患者(CI组)、65例CSVD认知正常患者(NC组)和60名健康对照者(HC组)头颅rs-fMRI及神经心理学测试结果;比较3组间及两两FPN FC存在差异的脑区;采用偏相关分析评估CI组与NC组间存在差异脑区FC值与认知评分的相关性。结果3组双侧扣带回、左侧额中回、右侧缘上回、右侧顶下小叶及右内侧额上回FC存在差异(FWE校正,P均<0.05)。相比NC组,CI组左侧扣带回FC减弱而右侧额下回及右内侧额上回FC增强(FWE校正,P均<0.05)。CSVD患者左侧扣带回FC减弱与画钟测验评分呈负相关(r=-0.159,P=0.049)。结论CSVD患者无论伴或不伴CI均存在广泛FPN FC改变;左侧扣带回与CSVD患者认知功能相关。

CI-WGAN:融合临床指标和WGAN的孤独症个体化脑功能连接网络生成

脑功能连接(Functional connectivity,FC)网络作为潜在的脑影像标志物对孤独症谱系障碍(Autism spectrum disorder,ASD)的辅助诊疗研究具有重要作用。然而现有的FC生成方法大多仅基于脑影像数据,未充分考虑个体的临床指标从而易丢失疾病的特异性信息。而且,ASD作为一种谱系障碍,其临床指标存在显著的个体化差异。因此,仅基于脑影像数据的传统生成模型在生成准确的且能反映个体化临床指标的ASD个体FC的任务上存在挑战。针对上述挑战,提出了个体化临床指标引导的沃瑟斯坦生成对抗网络模型(Clinical-indicator-aware Wasserstein generative adversarial network,CI-WGAN),用于生成孤独症个体化FC网络。该模型引入个体化临床指标引导机制,实现了高精度ASD患者FC网络的生成。基于全世界最大孤独症脑影像公开数据集之一的ABIDE I数据集进行实验,CI-WGAN生成FC与真实FC的峰值信噪比(Peak signal-to-noise ratio,PSNR)、结构相似度(Structural similarity,SSIM)与平均绝对误差(Mean absolute error,MAE)分别达到19.037、0.236与0.178,相较于其他FC生成模型分别提升了3%、12%与2%。此外基于生成FC和独立临床验证指标的表征相似度分析(Representational similarity analysis,RSA),CI-WGAN生成的FC相较其他模型生成FC最少提高了0.1倍和3.7倍,证明了CI-WGAN生成的FC包含更多的ASD个体特异性信息。本文提出的CI-WGAN模型实现了高质量个体化FC的生成,为ASD的早期诊断和个性化治疗提供了有力的技术支持。

原发性痛经患者自身不同状态下大脑低频振幅和功能连接的改变:一项基于静息态功能磁共振的研究

目的采用低频振幅(amplitude of low frequency fluctuation,ALFF)、比率低频振幅(fractional amplitude of low frequency fluctuations,fALFF)和功能连接(functional connectivity,FC)方法探究原发性痛经(primary dysmenorrhea,PDM)患者疼痛的中枢机制。材料与方法纳入31例PDM患者,所有受试者均接受经期与围排卵期双期静息态功能磁共振成像检查。计算ALFF、fALFF值,提取ALFF和fALFF值都有差异的脑区作为感兴趣区(region of interest,ROI),计算ROI与全脑体素的FC值。采用配对样本t检验比较PDM患者疼痛与无痛状态下ALFF、fALFF、FC值,并采用皮尔逊相关分析探索PDM患者ALFF、fALFF值与临床指标的关系。结果与非疼痛期比较,PDM患者在疼痛期显示左侧内侧额上回、右侧小脑Ⅱ区ALFF值显著升高,左侧岛叶ALFF值显著降低(双尾检验P<0.05,Alphasim校正,团块大小>176);PDM患者疼痛期的左侧背外侧额上回、左侧额下回三角部、右侧豆状核的fALFF值显著高于非疼痛期,左侧楔前叶的fALFF值显著低于非疼痛期(双尾检验P<0.05,Alphasim校正,团块大小>154)。随后,基于种子点的FC分析显示,左侧额上回为ALFF和fALFF值都有差异的脑区,相较于非疼痛期,疼痛期其与左侧小脑Ⅷ区的连接性降低(双尾检验P<0.05,Alphasim校正,团块水平>181);Pearson相关分析显示PDM患者疼痛期的左侧岛叶ALFF值与CMSS-t呈负相关(r=−0.400,P=0.026)。结论本研究揭示了PDM存在ALFF与fALFF的异常改变,并涉及多个脑网络,为帮助理解PDM的中枢机制提供新见解。