实时功能磁共振成像神经反馈在肥胖症中的应用进展

肥胖症及减重后不能维持健康体质量的核心因素多为食物成瘾,食物成瘾在神经影像学中表现为奖赏网络与认知控制网络间神经环路的失衡。实时功能磁共振成像神经反馈(real time functional magnetic resonance imaging neurofeedback,rtfMRI-NF)作为一种新型生物反馈技术,已被应用于其他物质成瘾领域的临床研究和治疗中。在食物成瘾肥胖症中,rtfMRI-NF同样具有重塑异常脑功能、改善摄食行为并达到减重效果的潜力。本综述总结了肥胖患者食物成瘾的功能磁共振脑成像模型,探讨应用rtfMRI-NF作为其潜在治疗工具的可行神经靶点,并回顾了rtfMRI-NF在肥胖应用中的最新研究进展,为未来rtfMRI-NF在肥胖中的治疗策略和临床指导提供参考。

实时功能磁共振成像神经反馈调控伏隔核活性改善肥胖的影像学研究

目的探究实时功能磁共振成像神经反馈(real-time functional magnetic resonance imaging neurofeedback,rtfMRI-NF)技术调控双侧伏隔核改善肥胖的作用。材料与方法招募2022年12月至2023年12月共24例肥胖患者作为研究对象。对肥胖受试者进行3周rtfMRI-NF训练干预,采集干预前后Barratt冲动性量表(Barratt Impulsiveness Scale Version 11,BIS-11)、三因素饮食问卷(Three-Factor Eating Questionnaire,TFEQ)中的非控制进食(Uncontrolled Eating,UE)、认知限制进食(Cognitive Rehabilitation,CR)、情绪性进食(Emotional Eating,EE)分量表、食物等级评分量表以及脑静息态功能磁共振成像(rest-state functional magnetic resonance imaging,rs-fMRI)数据。采用配对样本t检验比较受试者干预前后临床量表变化。使用SPM12软件对肥胖受试者rtfMRI-NF干预3周前后脑功能连接(functional connectivity,FC)值进行配对样本t检验分析,并分析干预前后FC值变化与临床量表评分的相关性。结果肥胖患者干预后BIS-11、TFEQ-UE、TFEQ-EE及食物等级评分下降,TFEQ-CR评分升高(P<0.05);肥胖受试者干预后左侧伏隔核与左侧颞中回的FC值减小,与左侧额中回的FC值增大(P<0.05,高斯随机场校正);右侧伏隔核与右侧小脑、右侧额下回的FC值增大,与左侧楔前叶的FC值减小(P<0.05,高斯随机场校正)。干预前后右侧伏隔核-右侧小脑8区的FC差值与TFEQ-UE评分改变呈负相关(r=−0.549,P=0.008),右侧伏隔核-左侧楔前叶的FC差值与BIS-11评分改变呈正相关(r=0.658,P<0.001)。结论rtfMRI-NF干预可能通过改变伏隔核与认知控制、注意力偏向和情绪记忆的分布式大脑区域FC,从而改善肥胖患者的不良饮食习惯。

实时功能磁共振神经反馈调控杏仁核活动对失眠障碍患者脑功能及情绪相关神经递质的影响

目的探讨实时功能磁共振神经反馈(real-time functional magnetic resonance imaging neurofeedback,rtfMRI-NF)调控杏仁核活动对失眠障碍患者脑功能局部一致性(regional homogeneity,ReHo)及情绪相关神经递质的影响。方法20例失眠障碍患者采用rtfMRI-NF上调杏仁核活动,每周训练1次,连续3周。rtfMRI-NF首次训练前、第3次训练结束后行匹兹堡睡眠质量指数、失眠严重指数量表、汉密尔顿抑郁量表、汉密尔顿焦虑量表评分;检测血清情绪相关神经递质5-羟色胺、谷氨酸、多巴胺、γ-氨基丁酸、去甲肾上腺素水平;行静息态功能磁共振成像检查,计算训练前后各脑区ReHo值,并进行比较。采用Pearson相关法分析失眠障碍患者训练前后右侧脑岛ReHo值变化值与血清5-羟色胺、谷氨酸水平变化值的相关性。结果失眠障碍患者训练后血清5-羟色胺[(0.213±0.110)μmol/L]、谷氨酸[(46.430±19.454)μmol/L]水平均低于训练前[(0.554±0.298)、(70.142±26.333)μmol/L](t=4.795,P<0.001;t=3.312,P=0.002),多巴胺、γ-氨基丁酸、去甲肾上腺素水平与训练前比较差异均无统计学意义(P>0.05)。失眠障碍患者训练后匹兹堡睡眠质量指数评分[(11.350±3.409)分]、失眠严重指数量表评分[(13.550±6.103)分]、汉密尔顿抑郁量表评分[(15.900±7.809)分]均低于训练前[(13.600±3.555)、(16.750±5.594)、(18.700±7.140)分](P<0.05),汉密尔顿焦虑量表评分[(16.100±12.340)分]与训练前[(19.350±10.762)分]比较差异无统计学意义(t=1.719,P=0.101)。失眠障碍患者训练后右侧脑岛(-0.001±0.356)、右侧岛盖部额下回(0.044±0.372)、右侧尾状核(-0.355±0.208)、右侧豆状核(-0.246±0.255)、右侧颞极颞上回(-0.269±0.349)、右侧三角部额下回(-0.079±0.325)、右侧眶部额下回(-0.423±0.247)、右侧中央沟盖(-0.102±0.372)ReHo值均低于训练前(0.265±0.408、0.346±0.371、-0.189±0.267、-0.003±0.360、0.042±0.450、0.109±0.242、-0.259±0.256、0.199±0.413)(P<0.05)。失眠障碍患者训练后右侧脑岛ReHo降低值与血清5-羟色胺、谷氨酸水平降低值均呈正相关(r=0.530,P=0.016;r=0.460,P=0.041)。结论失眠障碍患者经rtfMRI-NF训练后血清5-羟色胺、谷氨酸水平降低,右侧脑岛神经元活动ReHo下降,二者变化程度呈正相关,进而改善抑郁情绪、缓解失眠症状。

实时功能磁共振成像神经反馈调节目标分析方法的研究进展

实时功能磁共振成像神经反馈(real-time fMRI neurofeedback,rtfMRI-NF)技术能够改变受试者的神经可塑性和学习能力,对于神经和精神疾病的治疗具有重要的临床价值,是目前研究的焦点。其原理是通过rtfMRI-NF训练受试者调节特定大脑的活动进而改变大脑功能和临床行为,因此,训练前需要根据具体的临床应用选择合适的调节目标。近年来随着该技术的快速发展,rtfMRI-NF调节目标的分析方法增多,因此选择也越来越多样化。笔者根据rtfMRI-NF目前的研究现状,把调节目标的分析方法分为以下3种:基于感兴趣区域活动、基于脑连接、基于多体素模式分析,分别对其进行介绍,并讨论目前存在的问题和未来发展方向。

实时功能性磁共振成像神经反馈的研究进展

神经反馈是一种自我调节技术,可以为个体特定的脑活动和关联行为提供反馈。实时功能性磁共振成像神经反馈(rtf MRI-nf)作为一种新型的神经反馈技术,要求参与者在训练中通过改变血氧水平依赖信号指数,以调节大脑活动。近期rtf MRI-nf在数据采集和分析方面已取得重大进展,开始出现两种新的rtf MRI-nf技术,即解码神经反馈和基于功能连接的神经反馈。介绍这两种新的rtf MRI-nf技术,总结其在内隐方案、多变量分析和连接性分析等关键方法领域的进展。综述两种rtf MRI-nf技术在知觉学习、元认知等基础研究领域以及恐惧消除、抑郁症、孤独症谱系障碍和尼古丁成瘾等临床研究领域的现状,最后讨论目前这两种rtf MRI-nf技术潜在的"一对多"关系和维度诅咒两大问题,并提出解决对策。

3.0T磁共振实时影像功能导航联合术中神经电生理监测技术在岛叶胶质瘤手术中的应用效果

目的研究岛叶胶质瘤手术中3.0T磁共振实时影像功能导航联合术中神经电生理监测技术的应用效果。方法采用回顾性分析方法,选取2020年10月起中南大学湘雅医学院附属海口医院收治的岛叶胶质瘤患者40例为研究对象,均接受神经电生理联合导航技术辅助显微手术治疗,将其设定为A组;选取2018年1月至2019年12月收治的岛叶胶质瘤患者40例为研究对象,均于神经电生理监测与术中彩超辅助下行显微手术治疗,将其设定为B组;同时选取2018年1月以前收治的岛叶胶质瘤患者40例为研究对象,均接受常规开颅切除术治疗,将其设定为C组。比较3组患者手术时间、住院时间,术前、术后6个月时简易精神状态检查表(MMSE)评分,术前与术后7 d血清微小RNA(miR)-195、miR-375及神经元特异性烯醇化酶(NSE)水平,手术切除效果(全切、次全切、大部切除)及并发症(感染、失语、偏瘫)发生率。结果A、B组患者手术时间、住院时间分别为(85.14±5.43)min、(10.23±1.75)d,(87.38±6.06)min、(10.48±1.87)d,较C组[(106.82±8.41)min、(12.05±1.92)d]更短,差异均有统计学意义(P<0.05)。A、B组术后6个月MMSE评分分别为(24.57±3.85)、(24.24±3.63)分,水平较C组[(18.01±2.27)分]更高,差异均有统计学意义(P<0.05)。A、B组患者术后7 d血清miR-195、miR-375水平分别为0.85±0.12、0.75±0.14和0.82±0.11、0.72±0.13,较C组(0.67±0.09、0.58±0.12)更高,而NSR水平分别为(17.86±4.32)、(18.09±4.27)ng/mL,较C组[(24.91±2.68)ng/mL]更低,差异均有统计学意义(P<0.05)。A、B组患者手术全切率为70.00%、65.00%,较C组(22.50%)更高,差异有统计学意义(P<0.05)。A、B组患者并发症发生率为5.00%、7.50%,明显低于C组(27.50%),差异均有统计学意义(P<0.05)。A、B组上述指标均差异无统计学意义(P>0.05)。结论与常规开颅切除术相比,岛叶胶质瘤手术中3.0T术中磁共振实时影像功能导航联合术中神经电生理监测技术的应用效果显著,可改善患者认知功能与血清miR-195、miR-375、NSE水平,且手术时间短,可进一步提升手术全切率,减少并发症,促进患者快速康复。

实时功能MRI神经反馈的研究进展

实时功能磁共振成像(rtfMRI)神经反馈指在大脑fMRI扫描的同时分析大脑血氧水平依赖信号,将其结果反馈给被试,指导其通过内省的方式调节认知、行为的水平。此方法不仅为人们在思考、感知、行动的同时观察和测量大脑的生理活动变化提供了依据,也促进了MR成像在扫描数据质量监测和快速脑功能定位方面的应用,具有潜在的临床应用价值。目前rtfMRI神经反馈已经在疼痛调节、改善耳鸣症状、测谎、调节运动脑区、调节情绪等领域取得进展。rtfMRI神经反馈的出现为研究大脑活动和生理之间的关系提供了一种新的范式,就rtfMRI神经反馈的研究进展进行综述。

磁共振成像在失眠障碍患者杏仁核的结构及功能变化中的研究进展

失眠障碍(insomnia disorder,ID)是一种社会公共卫生问题,是全球第二大流行类精神疾病,与其他的精神障碍及躯体疾病互成因果并相互促进。杏仁核是关键情绪中枢,不仅调节行为认知及情绪,也是一个重要的睡眠调节器。随着神经影像学及MRI技术的进展,通过ID患者杏仁核结构、功能、纤维束及血流量的变化进而阐明ID的神经病理学机制成为可能。本文通过MRI的多模态技术对杏仁核在ID患者中的变化进行总结,希望为ID的病理机制研究提供新思路,为治疗提供新方向。

神经反馈增强积极情绪在抑郁症治疗中的应用

积极情绪的增强对抑郁症患者的临床症状改善和社会功能恢复具有重要意义。近年来神经反馈技术的发展为调控抑郁症积极情绪提供了有效的手段。传统积极情绪干预方法主观性强、治疗效果局限、缺乏可量化的客观评价指标,基于客观生理和影像指标的神经反馈技术在增强抑郁症积极情绪中具有重要的应用价值。神经反馈通过可视化方式将实时的大脑活动反馈给被试,让其能够使用特定的策略针对性地调控情绪相关脑区,客观定量地评价积极情绪的改善。现有的研究在实验范式、参数设置和个体疗效上存在较大异质性。通过回顾和总结神经反馈增强积极情绪的实验设计、研究的影响因素和基于神经影像标记物的目标靶点,强调了神经反馈实验设计和结果报告标准的重要性,探索性地提出了基于奖赏环路的潜在干预靶点及优化方案。有望为临床抑郁症积极情绪恢复提供可操作性的参考方案,为未来神经反馈技术在抑郁症临床症状治愈和社会功能康复中的转化应用和普及奠定基础。

视觉反馈训练对脊髓损伤患者运动功能康复作用机制的功能MRI研究进展

视觉反馈训练(visual feedback training, VFT)已经被广泛应用于脊髓损伤(spinal cord injury, SCI)及其他各种运动功能障碍性疾病的康复治疗,并取得较好疗效,但其对运动功能影响的神经机制尚不清楚。随着功能MRI的发展,研究发现VFT与大脑网络间和网络内的功能连接改变及感觉运动皮层的激活有一定相关性,为揭示其促进运动功能康复的神经机制提供了理论依据。因此,本文就VFT对SCI患者运动功能康复作用机制的功能MRI研究进展进行综述,旨在为VFT在SCI患者运动康复中的临床应用提供神经影像学证据。

实时功能磁共振成像的神经反馈技术调控失眠障碍患者杏仁核活性对失眠的改善作用

目的观察失眠障碍(ID)患者杏仁核活性,探讨实时功能磁共振成像的神经反馈(rtfMRI-NF)技术调控ID患者杏仁核活性对失眠的改善作用。方法2020年6月—2022年12月河南省人民医院诊治ID患者32例,采用rtfMRI-NF技术调控左侧杏仁核活性,1次/周,连续3周。采集干预前、后静息态功能磁共振成像数据及临床量表[匹兹堡睡眠质量指数(PSQI)、失眠严重程度指数(ISI)、汉密尔顿抑郁量表(HAMD)、汉密尔顿焦虑量表(HAMA)]评分。采用脑功能局部一致性(ReHo)分析干预前、后脑功能活动,选取差异脑区。采用Pearson相关法分析干预后差异脑区ReHo值与HAMA、HAMD评分的相关性;以干预前后ReHo值差异脑区为种子点进行全脑体素功能连接(FC)分析,计算FC值。结果患者干预后PSQI、ISI、HAMA、HAMD评分[(11.81±3.40)、(14.81±6.16)、(16.56±11.52)、(17.22±7.21)分]均低于干预前[(14.25±3.11)、(18.09±5.52)、(20.94±11.58)、(20.91±8.42)分](t=3.652,P=0.001;t=3.479,P=0.002;t=2.739,P=0.010;t=3.539,P=0.001),右侧楔前叶ReHo值低于干预前(FWE校正,体素水平P<0.005,团块水平P<0.05);以右侧楔前叶为种子点,右侧颞中回、右侧回直肌、左侧眶内额上回FC值均低于干预前(GRF校正,体素水平P<0.005,团块水平P<0.05)。患者干预后右侧楔前叶ReHo值与HAMA、HAMD评分均呈负相关(r=-0.426,P=0.015;r=-0.424,P=0.016)。结论rtfMRI-NF技术调控左侧杏仁核活性可改善ID患者焦虑、抑郁情绪,重塑默认网络、边缘网络中与情绪、认知相关脑区功能,进而改善失眠。

实时神经反馈训练的原理及应用

实时神经反馈训练指的是借助各类仪器实时提取大脑活动信号,以合适的方式反馈给被试,指导其调节脑活动,并最终实现行为变化的一种训练方法。这一方法既可以有效地探明特定脑活动与行为之间的关联,同时可以作为一种有效的训练方法应用于临床实践之中。目前神经反馈在很多科学研究和临床研究中都得到了应用,本文将主要就其科学原理、实验范式及其应用进行阐述。

基于脑网络连接的实时功能磁共振成像神经反馈技术研究进展

实时功能磁共振成像(rt-f MRI)技术的发展为基于脑血液动力学水平的神经反馈技术提供了基础,并为认知神经科学的研究带来新的机遇与挑战。随着大脑高级神经机制研究的深入,基于rt-f MRI的神经反馈技术正从早期单一脑区的调节向更符合人脑功能活动的脑网络连接的调节发展,并有望成为rt-f MRI神经反馈的发展趋势。文中首先对基于rt-f MRI的神经反馈技术的基本原理和发展情况进行了介绍,然后重点讨论了基于脑网络连接的rt-f MRI神经反馈技术的研究现状,包括研究思路、实验方法和研究结论等,最后对该领域发展存在的问题进行了讨论和展望。

神经反馈技术在帕金森病治疗中的应用进展

神经反馈通过调节大脑神经活动,能够改善认知功能和行为表现。神经反馈对帕金森患者的治疗机制主要基于脑电信号和功能磁共振成像血液动力学信号,通过对皮质-脊髓系统异常神经节律振荡(以感觉运动节律为主)进行调节,或以大脑辅助运动区为靶点,调控皮质-基底神经节-丘脑-皮质网络环路。神经反馈能有效改善帕金森患者运动症状,包括动态与静态症状,但研究样本量有限,且训练前后临床症状评估不全面。神经反馈技术可能成为帕金森患者康复的潜在手段。

rtfMRI神经反馈情绪调节的静息态脑网络连接差异研究

海马在情绪调节过程中发挥关键作用,针对海马的实时功能磁共振成像(real-time functional Magnetic Resonance Imaging,rtfMRI)神经反馈训练能够有效增强健康人的情绪、记忆功能。脑网络是空间位置不同的脑区通过功能联系整合形成的网络模式,情绪调节涉及多个脑网络之间信息的协同交互,脑网络间连接特性的变化能够反映大脑情绪功能的改变。针对海马体的神经反馈情绪调节训练,从静息态脑网络的动态特性出发,提取被试与情绪调节相关的默认模式网络(Default Mode Network,DMN)、执行控制网络(Executive Control Network,ECN)和突显网络(Salience Network,SN)等高级认知网络,并分析这些高级认知网络的功能连接特征在神经反馈训练前后的差异。结果表明通过神经反馈训练,健康被试前突显网络与背侧默认模式网络、左侧执行控制网络之间的功能连接显著增强,而左侧执行控制网络与楔前叶网络之间的功能连接显著下降。结果验证了针对海马体的rtfMRI神经反馈情绪调节训练的有效性,并且情绪调节相关的脑网络间功能连接的变化与临床精神病学研究结果一致,或可作为评估神经反馈训练效果的影像学标记。

来源记忆的神经生理机制

来源记忆在生活中发挥重要作用。功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,f MRI)研究发现,海马在来源记忆的编码和提取、前额叶在来源记忆的提取监控、顶叶皮层在来源记忆成功提取阶段起着重要作用。事件相关电位(event-related potential,ERP)研究中新发现后期负成分(late posterior negativity,LPN)的新异效应,与来源提取有关。未来研究应综合运用实时动态f MRI等多种技术,分离来源记忆不同阶段的特定脑区。

实时功能磁共振成像及其应用

实时功能磁共振成像通过技术手段将数据分析所需的时间缩短到可与数据采集时间相比拟的程度,从而能在实验进程中将大脑皮层活动情况即刻反馈给受试者,构成一个闭合的神经反馈回路.近年来随着数据采集技术与图像重建算法的改进以及计算机运算能力的提高,实时功能磁共振成像技术日趋成熟并在诸多方面得到应用.凭借实时功能磁共振成像提供的神经反馈,受试者能够自主调节相关脑区的激活水平,与被调节脑区相关的认知过程或行为也会随之变化,这为认知神经科学提供了一种新的研究范式.实时功能磁共振成像还可以用作具备优良空间分辨率和全脑覆盖性的脑机接口,通过对大脑皮层激活模式的分析对脑状态进行判断和分类,从而实现仅依赖大脑活动的交互方式.另外,实时功能磁共振成像在临床上的潜在应用也得到了广泛关注,它为神经系统或精神类疾病的治疗与康复提供了新的途径,患者有望通过神经反馈调控异常的大脑激活状况从而缓解相应症状.本文旨在对实时功能磁共振成像的概念、关键技术及相关应用进行详细的介绍,并对其面临的问题和发展的前景进行讨论.

基于rtfMRI-NF技术调控失眠障碍患者杏仁核活性对大脑度中心性的影响

目的 探讨实时功能磁共振成像神经反馈(real-time functional magnetic resonance imaging neurofeedback, rtfMRI-NF调控失眠障碍(insomnia disorder, ID)患者杏仁核活性对大脑度中心性(degree centrality, DC)的影响。材料与方法 本研究采用rtfMRI-NF调控34例ID患者杏仁核活性,结合临床多导睡眠监测(Polysomography, PSG)、匹兹堡睡眠质量指数(Pittsburgh Sleep Quality Index, PSQI)等量表对患者进行干预前后评估。使用配对t检验分析干预前后功能成像数据的DC值差异,并探讨调控前后DC值变化及其与临床量表等数据的相关性。结果 经rtfMRI-NF调控后,ID患者的PSQI、失眠严重程度指数(Insomnia Severity Index Scale, ISI)等量表评分均显著降低(P均<0.05)。此外,右侧海马旁回的DC值显著增高(GRF校正,体素水平P<0.001,团块水平P<0.05),并与睡眠效率差值呈负相关r=-0.478,P<0.05);而右侧背外侧额上回等区域的DC值降低(GRF校正,体素水平P<0.001,团块水平P<0.05),并与干预后ISI评分呈正相关(r=0.488,P<0.05)。结论 rtfMRI-NF技术可重塑ID患者特定脑区的DC值,并有效提高ID患者的睡眠质量。

基于镜像神经元理论的动作观察疗法对脑卒中患者脑功能重组的影响

目的 观察基于镜像神经元理论的动作观察疗法对脑卒中患者脑功能重组的影响。 方法 采用随机数字表法将31例脑卒中偏瘫患者分为观察组及对照组。2组患者均给予常规康复干预，观察组患者在此基础上辅以动作观察疗法，每天治疗2次，每次30 min，每周治疗5 d，共持续治疗4周。于治疗前、治疗4周后采用上肢Fugl-Meyer运动功能评分（FMA）、改良巴氏指数（MBI）评定2组患者上肢运动功能及日常生活活动（ADL）能力；另外2组患者均在治疗前、治疗4周后观看相同动作视频时进行功能磁共振（fMRI）检查，观察、对比2组患者相应脑功能区激活情况。 结果 治疗后2组患者上肢FMA、MBI评分均较治疗前明显改善，并且治疗后观察组患者上肢FMA评分［（49.88±4.62）分］及MBI评分［（72.19±9.66）分］亦显著优于对照组水平，组间差异具有统计学意义（P〈0.05）。fMRI检查结果显示，治疗后2组患者观看动作视频时其大脑初级运动区（M1）、运动前区（PMC）及辅助运动区（SMA）激活体素均较治疗前显著增加（P〈0.05），并且观察组患者M1、PMC及SMA区激活体素较对照组增加更显著，组间差异具有统计学意义（P〈0.05）。 结论 基于镜像神经元理论的动作观察疗法可促进脑卒中偏瘫患者脑功能重组，从而改善患者上肢运动功能及ADL能力，该疗法值得临床推广、应用。

rtfMRI-NF技术在抑郁症干预中的应用

rtfMRI-NF(real-time functional magnetic resonance imaging neurofeedback)是将fMRI采集到的血氧信号进行实时处理,并将结果反馈给MRI设备中的被试,训练其增强或减弱特定脑区或脑网络的活动水平。目前多数rtfMRI-NF情绪调节研究主要采用回忆积极记忆的策略实现杏仁核的激活,训练后情绪调节、抑郁症状和行为表现由显著改善,其可能的机制是通过干预增强情绪调节脑区之间的连接。未来研究可采用rtfMRI-NF技术干预抑郁症认知紊乱以及针对脑网络进行干预。