前臂截肢者残肢运动时的脑源特征:基于标准化低分辨率脑电磁断层扫描成像技术

目的 采用标准化低分辨率脑电磁断层扫描成像(sLORETA)技术观察单侧前臂截肢者残肢运动时大脑神经元电活动特征,进而阐明截肢对人体大脑可塑性的影响。方法 2019年6月至9月,选取9例右侧前臂截肢者(截肢组)和15例健全人(健全组)作为测试对象。采用便携式脑电系统分别采集两组双侧上肢在进行直臂屈伸运动时的脑电信号。比较两组在运动执行阶段时β频段(13~30 Hz)脑电信号的sLORETA脑源差异。结果 截肢组健肢执行运动任务时与健全组同侧运动时相比,大部分脑区激活的像素数量无显著性差异(|t|<2.023, P> 0.05);残肢执行运动任务时,大脑激活最多的脑区为BA7,其次是额叶BA6和BA10;位于大脑枕叶的BA18、BA19区激活的像素数目高于健全组(|t|> 2.782, P <0.05)。与健全组相比,残肢运动时激活的电流密度值更低(|t|> 2.012, P <0.05),主要位于额叶皮质的BA8、BA9、BA10、BA11、BA45、BA46、BA47区以及顶叶的BA7、BA13、BA21、BA22区,但在枕叶皮质的BA17、BA19区,其激活的电流密度值更大(|t|> 2.199, P <0.05)。结论 截肢者健肢执行上肢前臂屈伸运动时与健全人执行同一动作时的脑源激活模式相似,但其残肢在执行运动时,脑激活区域有向大脑枕区移动的特征。

基于sLORETA脑成像技术探究太极拳运动对中老年人安静状态下脑波影响的研究

研究目的:使用标准化低分辨率电磁扫描成像技术(sLORETA)观察长期练习太极拳运动对中老年人安静状态下脑波的影响。研究方法:运用Neuroscan脑电仪采集太极拳练习者(实验组)和非练习者(对照组)安静闭眼状态下脑波,使用sLORETA分析了不同频率波段脑波的脑源特征。研究结果:太极拳运动对中老年人脑安静状态脑波有显著的影响,长期练习太极拳的实验组在安静闭目状态下α波功率明显高于对照组,而慢波θ波成分的功率显著低于对照组,这可能是长期练习太极拳运动对脑功能的一种良好影响。研究结论:长期练习太极拳能够使中老年人安静状态下的脑波得到改善,从某种程度上来说,长期练习太极拳可以改善中老年人的脑功能。

基于脑电信号溯源分析的音乐类型对学习记忆影响的研究

音乐在日常生活中充当着重要的角色,它对学习认知活动的影响受到越来越多学者的重视。在无音乐、古典音乐、摇滚音乐等3种背景音乐下,对20名被试记忆单词的脑电实验,采用sLORETA溯源方法对脑电数据进行分析,并采用统计非参数映射方法(SnPM)对3种溯源结果进行两两对比分析。结果发现,不同音乐类型下的事件相关电位(ERP)源主要分布在额叶和颞叶。其中,无音乐状态下P300溯源结果主要分布在额叶和左侧大脑的颞叶部分,古典音乐和摇滚音乐状态下P300溯源结果主要分布在额叶和右侧大脑的颞叶部分。对溯源结果进行统计分析,发现不同音乐类型下的ERP源电流密度两两之间均有显著性差异(P<0.05),其中:无音乐和古典音乐两种情形相比,差异主要集中在颞叶;无音乐和摇滚音乐两种情形相比,差异主要集中在颞叶和额叶;古典音乐和摇滚音乐两种情形相比,差异主要集中在额叶和部分枕叶。对行为学数据进行统计分析发现,无音乐状态下被试记忆单词的正确率均值约为91.00%±0.64%,古典音乐状态下约为86.00%±0.45%,摇滚音乐状态下约为80.00%±0.24%。研究结果表明,音乐对大脑产生的刺激,可能会减少大脑用于当前认知加工过程时的资源,降低学习记忆的效率。

帕金森病人脑电溯源与脑功能网络特性研究

帕金森病是老年人群中常发的神经退行性疾病,目前仍然缺乏公认的特异生化诊断指标。为了探索帕金森患者和健康受试的脑电差异,对26名帕金森患者和26名健康受试者进行闭眼静息态EEG的采集,利用MMSE和MoCA量表对受试者的认知功能进行主观评定,利用UPDRS和H&Y分级对受试者的运动功能进行评估。首先采用标准化低分辨率脑电磁层析成像对两组受试者脑电信号进行了溯源分析,而后采用滞后相位同步方法对脑功能网络进行差异性分析,进而对比分析两组受试者脑功能网络的拓扑特性。溯源分析结果表明,与健康对照组相比,PD组存在差异的脑区是枕叶和顶叶,α2频段楔前叶(BA7)电流密度显著降低;β1频段额叶与枕叶之间脑功能连接降低,患者脑功能网络的平均聚类系数C、全局效率E和节点度D比健康对照组显著降低(P<0.01)(患者:C=0.54±0.14,Eg=0.71±0.09,D=26.88±9.88;健康对照组:C=0.75±0.13,Eg=0.83±0.09,D=42.21±11.19),患者组平均特征路径长度L比健康对照组显著升高(患者:L=1.61±0.2;健康对照组:L=1.34±0.19,P<0.01)。本研究α2频段楔前叶电流密度显著降低以及β1频段脑功能连接效率降低对帕金森病的诊断具有指导意义。

线索化效应的返回抑制研究

针对返回抑制(IOR)脑电研究中线索和靶的交互影响,提出了利用低分辨率源定位算法对外源线索所诱发的源进行定位。结果显示相关神经活动可分为3个阶段:早阶段主要在前额叶皮层、顶内皮层和对侧枕颞皮层;中阶段在额叶皮层和顶部皮层;晚阶段在同侧顶枕部皮层。上述结果表明,IOR的产生与两个神经网络有关,并支持IOR与注意和动作反应抑制都相关。