首发及复发抑郁症患者静息态fMRI研究:基于低频振幅和脑功能连接

目的:采用功能磁共振成像(fMRI)技术,基于低频振幅(ALFF)及静息态脑功能连接(rsFC),对比分析首发、复发抑郁症(MDD)患者和健康对照者之间脑自发活动及脑功能连接的差异,旨在探索首发及复发MDD的神经病理机制的差异。方法:前瞻性纳入2018年6月-2019年12月在本院就诊的47例首发MDD患者和35例复发MDD患者作为研究组。同期通过广告招募113例健康志愿者作为正常对照组。采集所有受试者的静息态fMRI数据,采用单因素协方差分析比较三组间各脑区ALFF值的差异,进而将有统计学差异的脑区作为种子点进行rsFC分析。结果:三组之间左侧颞上回和颞中回ALFF值的差异有统计学意义(P_(FWE)=0.007)。事后分析发现复发MDD组左侧颞上回和颞中回的ALFF值均高于首发MDD组和正常对照组,差异均有统计学意义(Ps<0.001,Bonferroni校正);而首发MDD组与对照组之间此指标值的差异无统计学意义(P>0.05,Bonferroni校正)。三组之间左侧颞上/中回-右侧楔前叶rsFC值的差异具有统计学意义(P_(FWE)=0.002)。事后分析发现首发和复发MDD组的rsFC值均高于对照组且差异有统计学意义(Ps<0.05,Bonferroni校正);复发组rsFC值高于首发组,但差异无统计学意义(P>0.05,Bonferroni校正)。结论:首发及复发MDD患者表现出左侧颞叶脑自发活动和左侧颞叶-楔前叶脑功能连接的异常及不同,这有助于区别首发及复发MDD的神经病理机制差异。

伴自杀未遂青少年抑郁障碍患者杏仁核静息态功能连接研究

目的采用静息态功能磁共振成像技术探讨伴自杀未遂青少年抑郁障碍(MDD)患者双侧杏仁核与全脑功能连接特征。方法对36例自杀未遂青少年MDD(sMDD组)、36例无自杀未遂青少年MDD患者(nsMDD组)及35例健康者(HC组)进行静息态功能磁共振(rs-fMRI)扫描。选取双侧杏仁核为种子点,计算其至全脑体素的时序相关性。分析三组间功能连接特征(rsFC)及其强度与临床量表间的相关性。结果三组间rsFC:左侧杏仁核-右侧颞中回;左侧杏仁核-右侧岛叶;右侧杏仁核-右侧额中回差异有统计学意义(P<0.05)。偏相关分析显示,在sMDD组中,右侧杏仁核-右侧额中回的rsFC强度与DERS评分呈负相关(r=-0.521,P=0.002)。结论青少年MDD患者杏仁核相关情绪调节回路的功能异常可能是青少年自杀行为的潜在神经机制。

全面强直阵挛癫痫静息态功能连接脑网络研究

目的采用静息态功能MRI(fMRI)功能连接分析技术,观察全面强直阵挛癫痫患者发作间期静息态脑网络的改变,探讨强直阵挛癫痫的病理生理机制。方法 52例全面强直阵挛癫痫患者与57名正常志愿者(对照组)参与了本研究。采集闭眼静息态fMRI数据。分别以双侧丘脑,双侧后扣带皮质为种子点,观察丘脑网络、默认网络(DMN)在患者中的功能改变。结果组内单样本t检验结果提示,以双侧丘脑为种子点的功能连接模式主要分布于额顶叶,而以双侧后扣带皮质为种子点的功能连接模式主要表现为默认网络。进一步组间比较发现,患者的丘脑与双侧运动皮层及右侧岛叶的功能连接增强,而与DMN脑区及基底节的功能连接减弱;而DMN内部与后扣带皮质的功能连接在双侧颞极、内侧前额叶和缘上回的功能连接减弱,而与双侧角回、丘脑和左侧额上回的功能连接增强。结论丘脑是强直阵挛癫痫网络的重要节点,它与运动皮层间增强的功能连接可能与癫痫发作时患者肌肉的强直阵挛有关。而默认网络内功能连接的异常可能与癫痫发作时的意识丧失有关。即使在发作间期,全面强直阵挛癫痫的脑功能也有着显著改变。

学龄前孤独症儿童额颞叶静息态功能连接特征近红外光谱成像研究

目的基于功能性近红外光谱成像技术(functional near-infrared spectroscopy,fNIRS)探索学龄前孤独症谱系障碍(autism spectrum disorder,ASD)儿童额颞叶的静息态脑功能连接(resting-state functional connectivity,rsFC)特征,寻找早期识别ASD可能的神经生物学标志。方法纳入63例学龄前ASD儿童和72名典型发育(typical development,TD)健康儿童,选取双侧背外侧前额叶皮质(dorsolateral prefrontal cortex,DLPFC)、双侧运动前皮质(premotor cortex,PMC)和双侧颞叶皮质(temporal lobe,TL)作为感兴趣区域(region of interest,ROI),使用fNIRS采集两组儿童静息态下氧合血红蛋白变化情况,比较功能连接强度并进行偏侧化分析。结果ASD组相较于TD组,rsFC强度降低有统计学意义(P<0.05),差异主要存在于左侧ROIs(0.21±0.11 vs.0.32±0.18)、右侧ROIs(0.16±0.16vs.0.30±0.14)、双侧DLPFC内(左0.20±0.14 vs.0.39±0.17;右0.15±0.13 vs.0.36±0.13)、双侧TL内(左0.15±0.14 vs.0.28±0.17;右0.14±0.15 vs.0.31±0.17),以及10组ROI-ROI之间(包括右DLPFC-左DLPFC、右DLPFC-右PMC、右DLPFC-左PMC、右DLPFC-右TL、右DLPFC-左TL、左DLPFC-右PMC、左DLPFC-左PMC、左DLPFC-右TL、左DLPFC-左TL、右TL-左TL)。ASD组与TD组DLPFC(t=2.002,P=0.047)和全脑(t=3.003,P=0.003)的偏侧化指数存在统计学差异,ASD组呈偏左侧化连接。结论学龄前ASD儿童额颞叶rsFC异常,主要表现为双侧DLPFC和双侧TL的短程功能连接降低、与DLPFC相关的长程功能连接降低以及偏左侧化连接等特征。

进食障碍患者静息态大脑功能连接研究进展

进食障碍是一类严重的精神疾病,目前进食障碍的患病率逐年增高,然而对于该病的神经生物学机制尚未完全明确,目前已有脑影像学研究发现进食障碍患者大脑的结构和功能发生了改变。本文作者综述了神经性贪食症及神经性厌食症患者静息态大脑功能连接研究的相关结果,旨在从神经影像学角度探讨进食障碍这一疾病发病的神经生物学机制。

个体前额叶与丘脑之间的功能连接与其对网游渴求程度的关系:一项静息态fMRI研究

目的通过功能磁共振成像技术,探究网游成瘾组与健康对照组在静息状态下功能连接的差异,并探寻该功能连接和个体对网游渴求程度的关系。材料与方法根据网游应用情况调查问卷、网游成瘾诊断量表共招募网游成瘾组被试32名,健康对照组被试33名。所有被试均填写网游渴求度量表并在静息状态下进行磁共振扫描,获取在静息状态下的脑数据。选取右侧额上回作为感兴趣区,计算感兴趣区与其他脑区间的功能连接。之后比较网游成瘾组和健康对照组功能连接的差异,抽取差异脑区之间的功能连接系数,并与网游渴求度量表得分进行脑-行为间的相关分析。结果与健康对照组相比,网游成瘾组的网游渴求程度更高,并且其额上回和丘脑的功能连接更强;此外,健康对照组网游渴求度量表得分与额上回和丘脑的功能连接强度呈显著正相关(r=0.365,P<0.05),而网游成瘾组没有发现该相关(r=-0.286,P=0.119)。结论网游成瘾者对网游保持着较高的渴求程度,且网游成瘾者在静息状态下的额上回和丘脑的功能连接异常,即相比于健康对照组,网游成瘾组额上回和丘脑的功能连接在静息状态下显著增强。此外,健康对照组个体在静息状态下额上回和丘脑之间的功能连接与其对网游的渴求程度有关。

慢性失眠患者大脑蓝斑的异常静息态功能连接

目的:利用功能连接方法观察慢性失眠患者静息态下蓝斑的异常功能连接。方法:采集49例慢性失眠患者以及47例性别年龄和受教育程度相匹配的健康对照组的功能磁共振图像,以蓝斑为感兴趣区域,与全脑其他体素进行功能连接分析,得到两组之间功能连接的差异脑区,再对异常连接脑区的功能连接值与临床量表分数做相关分析。结果:与对照组相比,慢性失眠患者蓝斑与右楔前叶皮质、右后扣带回皮质、左颞中回皮质、左距状沟周围皮质、右眶部额上回皮质之间的功能连接增强(P<0.05,FDR校正),并且蓝斑与左颞中回皮质之间功能连接值与抑郁自评量表呈正相关(P=0.021)。结论:慢性失眠患者蓝斑与多个脑区(主要是默认模式网络)出现的异常功能连接,可能有助于更好地理解慢性失眠的神经生物学机制,可能为失眠的高度唤醒假说提供新的影像学证据。

童年期情感忽视对大学生情绪调节困难和丘脑静息态功能连接的影响:重评策略的中介作用

以伴有单发性童年期情感忽视(CEN)和无任何童年期创伤经历的大学生为对象,借助问卷和静息态功能磁共振技术考察单发性CEN对大学生情绪调节能力及丘脑静息态功能连接的影响。结果发现,忽视组情绪调节更困难且更少使用重评策略,丘脑和背外侧额上回的功能连接更强;跨组分析中重评得分完全中介丘脑功能连接对情绪调节困难的影响。结果提示,单发性CEN可能诱发成人期的情绪调节困难,而丘脑自发活动的改变可能通过影响重评策略而影响其成人期情绪调节能力。

利用多模态光学脑成像研究前额叶静息态功能连接

利用多模态光学脑成像测量了人脑前额叶的静息态功能连接.分别用近红外光谱(NIRS)和漫射相关谱(DCS)在人体大脑前额叶的相同位置记录了大脑8 min的自发波动信号,测量覆盖区域包括左侧额下皮层(IFC)及左背外侧前额叶(DLPFC).低频段血氧代谢信号(包括含氧血红蛋白、脱氧血红蛋白及总血红蛋白浓度)用来揭示基于血氧信号的静息态功能连接,而相同频段的脑血流信号用来确定基于脑血流的静息态功能连接.2类血液动力学参量的静息态功能连接均表明:背外侧前额叶区域内的连接大于背外侧前额叶与额下皮层之间的区域间连接,显示相邻的背外侧前额叶和额下皮层属于不同的功能区域.此外基于2类血液动力学参量的功能连接的定量比较发现,基于血氧代谢的连接强度更大,表明在同一个功能区内,静息时血氧代谢信号的时间同步性更高.

原发性失眠患者大脑背外侧前额叶的异常静息态功能连接

目的:利用功能连接方法观察原发性失眠患者静息态下的背外侧前额叶的异常功能连接。方法:采集33例原发性失眠患者以及33例年龄、性别和受教育程度相匹配的健康对照的功能磁共振图像,以背外侧前额叶为感兴趣区域,与全脑其他体素进行功能连接分析,得到两组之间功能连接的差异脑区,再对异常功能连接脑区与临床的量表分数做相关分析。结果:与对照组相比,发现失眠患者左侧背外侧前额叶与左侧枕下回、右侧枕下回、右侧枕中回、右侧颞叶、左侧额中回,左侧额下回以及右侧梭状回之间的功能连接增强(P<0.05,体素簇个数≥100,FDR校正),与左侧前扣带皮层、右侧海马旁回、右侧脑岛、右侧背外侧额上回、右侧顶上回、右侧中央后回以及右侧中央前回之间的功能连接减弱(P<0.05,体素簇个数≥100,FDR校正)。并且左侧背外侧前额叶与左侧枕叶下回的功能连接值与睡眠状况自评量表分数成正相关(P=0.035)。结论:原发性失眠患者背外侧前额叶与大脑多个脑区出现异常的功能连接,可能为理解原发性失眠患者的神经机制提供一些新的影像学依据。

首发未用药精神分裂症病人壳核及伏隔核静息态功能连接的研究

目的采用基于兴趣区相关性的方法研究首发未用药精神分裂症(SCH)病人壳核和伏隔核的静息态功能连接。方法纳入首发未用药SCH病人25例和健康对照32例,均行静息态功能MRI检查和临床功能评估(包括韦氏记忆量表第3版空间广度测验、连线测试、简易视觉空间记忆测验-修订版、阳性与阴性症状量表)。在Matlab平台上使用脑成像数据处理和分析工具对2组的静息态功能MRI数据进行预处理,分别选取双侧壳核和伏隔核为兴趣区与全脑其他体素时间序列进行Pearson相关分析,获得的功能连接值采用两样本t检验比较组间差异。最后,在病人组中提取2组间存在差异脑区的功能连接系数,与4种临床功能评估结果进行偏相关分析。结果与健康对照组相比,病人组右侧壳核与左侧舌回、右侧伏隔核与下丘脑/右侧海马旁回、左侧伏隔核与下丘脑的功能连接均减弱(体素水平P<0.001,高斯随机场理论校正,簇水平P<0.05)。病人组右侧伏隔核-下丘脑/右侧海马旁回连接系数与韦氏记忆量表第3版空间广度测验评分呈正相关(r=0.533,P=0.009)。结论首发未用药SCH病人右侧壳核、双侧伏隔核分别存在功能失连接表现,可能是病人存在认知障碍的原因之一。

首发抑郁症双侧海马静息态和动态功能连接特征的fMRI研究

目的 观察首发抑郁症(first-episode depression, FDE)患者双侧海马静息态和动态功能连接(dynamic functional connectivity, dFC)特征改变及与临床症状的相关性。材料与方法 回顾性分析26例FDE患者(FDE组)和20例健康对照(healthy controls, HCs)组,分别对两组受试者行静息态功能MRI(resting-state functional MRI, rs-fMRI)扫描,以双侧海马为种子点,观察两组双侧海马的静息态功能连接(static functional connectivity, sFC)和dFC差异,并完成FDE患者临床抑郁量表的评定,分析差异脑区与临床症状的相关性。结果 与HCs组相比,FDE组左侧海马与右侧眶部额中回的sFC降低,右侧海马与右侧中央前回的sFC降低。与HCs组相比,FDE组左侧海马与右侧辅助运动区、右侧中央前回的dFC降低,右侧海马与左侧中央前回的dFC降低,与右侧枕下回的dFC增高。相关性分析发现,FDE组右侧海马与右侧枕下回的dFC值和24项汉密尔顿抑郁量表评分呈正相关(r=0.474, P=0.015)。结论 FDE患者双侧海马与奖赏网络、感觉运动网络的sFC存在异常改变,与感觉运动网络和视觉加工皮层的dFC存在异常改变,这为理解FDE患者的神经病理机制及靶向治疗提供了一定借鉴意义。

抑郁症的客观判别：基于光学脑成像的静息态功能性连接检测和分析

近年来,基于功能性近红外光谱的静息态功能性连接逐渐用于精神疾病的研究。然而,由功能性近红外光谱得到的静息态功能性连接是否可以用于抑郁症的客观判别仍然是一个未知数。采用42通道的功能性近红外光谱技术,测量28个抑郁症患者和30个健康对照组的8 min前额皮层的自发血液动力活动。在独立成分分析和0.008~0.09 Hz的带通滤波器滤除不相关的成分后,计算前额皮层3个区域(额下回、额中回和额上回)左右半球连接性。然后,选择其中两个有显著性差异的参数作为样本的两个特征维度,并采用线性判别分析和支持向量机对随机抽取的75%样本进行训练,并对剩余的25%样本进行预测。最终均获得73%~74%的预测正确率和83%~87%的辨别率。这个结果支持由功能性近红外光谱技术得到的大脑静息态功能性连接在客观辨别抑郁症患者的可行性和有效性。

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。

慢性非特异性腰痛患者杏仁核亚区功能连接的静息态功能磁共振成像研究

目的:探讨慢性非特异性腰痛(CNLBP)患者杏仁核亚区的静息态功能连接变化及其与疼痛程度、负性情绪状态的关系。方法:在福建中医药大学屏山校区周边社区招募31例CNLBP患者(CNLBP组)和31名年龄、性别相匹配的健康受试者(健康对照组)进行临床评估及静息态功能磁共振扫描。采用疼痛视觉模拟评分(VAS)评估疼痛程度;采用贝克抑郁量表第2版(BDI-Ⅱ)、贝克焦虑量表(BAI)和恐惧回避信念问卷(FABQ)评估负性情绪状态;采用CONN 20.b软件进行脑影像数据预处理,采用SPM Anatomy 2.2b工具箱选取双侧杏仁核3个亚区[中央内侧核(CM)、基底外侧核(LB)及浅表核(SF)亚区]为感兴趣区,计算受试者的全脑功能连接。分析CNLBP组差异具有统计学意义的脑区功能连接值与临床评估结果的相关性。结果:与健康对照组比较,CNLBP组BDI-Ⅱ、BAI评分均明显更高,差异具有统计学意义(P<0.001)。与健康对照组比较,CNLBP组左侧杏仁核CM亚区与右侧枕下回,左侧杏仁核SF亚区与左侧前扣带回皮层、右侧距状裂周围皮层、左侧丘脑之间的功能连接明显增强(P<0.05),但左侧杏仁核LB亚区与右侧角回,右侧杏仁核SF亚区与右侧海马间的功能连接明显降低(P<0.05)。相关性分析结果显示,CNLBP患者左侧杏仁核SF亚区与左侧前扣带回皮层的功能连接和BDI-Ⅱ评分呈明显正相关关系(P<0.05),右侧杏仁核SF亚区与右侧海马的功能连接和VAS评分呈明显负相关关系(P<0.05)。结论:CNLBP患者表现出以左侧的杏仁核亚区功能连接异常为主的偏侧化现象;杏仁核SF亚区静息态功能连接改变与CNLBP患者的疼痛程度和抑郁情绪具有明显相关性。杏仁核亚区在CNLBP神经病理学机制中可能起重要作用。

早发型和晚发型老年抑郁症临床治愈后静息态边缘网络功能连接研究

目的探讨早发型和晚发型老年抑郁症患者临床治愈后神经心理功能和静息态边缘网络功能连接的异常。方法对33例晚发型(晚发组)和31例早发型(早发组)老年抑郁症临床治愈后患者和43例健康对照组(对照组)进行神经心理评估和3. 0T静息态脑功能磁共振扫描,以杏仁核为种子点建立边缘网络比较杏仁核在边缘网络内功能连接异常。结果三组HAMD-17评分比较差异有统计学意义(P <0. 01)。晚发组和早发组语义相似性测验、言语流畅性测验、听觉言语学习测验(立即回忆)、听觉言语学习测验(延迟回忆)、逻辑记忆测验(延迟回忆)得分低于对照组(P <0. 05);晚发组连线测验(B)评分高于对照组(P <0. 05),而数字符号转换测验评分低于对照组(P <0. 05)。与对照组比较,早发组右侧杏仁核与左侧海马旁回功能连接降低(P <0. 05),晚发组右侧杏仁核与左侧海马旁回、左侧海马功能连接降低(P <0. 05),与左侧颞中回、右侧顶上叶功能连接增强(P <0. 05);与早发组比较,晚发组右侧杏仁核与左侧海马功能连接降低(P <0. 05),与左侧颞中回、右侧顶上叶功能连接增强(P <0. 05)。功能连接异常脑区与神经心理功能成绩无相关性(P> 0. 05)。结论早发型和晚发型老年抑郁症患者临床治愈后仍表现认知功能损害和边缘网络功能连接异常,晚发型老年抑郁症患者表现更加明显。

基于静息态功能连接的青少年吸烟成瘾者脑岛的变化

目的采用基于体素的静息态功能连接(RSFC)探索脑岛与全脑体素的异常区域,同时也给寻求治疗戒烟的患者提供新的靶点。方法采集25例青少年吸烟者和25例静息态功能磁共振图像者的脑岛RSFC。结果与对照组相比,青少年吸烟组的左腹侧前脑岛(vAI.L)和前额叶(PFC)之间的功能连接值减弱(FDR校正,P<0.01)。结论青少年吸烟引起脑岛的功能连接异常,同时与青少年的吸烟特征有着紧密的联系,为之后的戒烟机制提供了新的研究方向。

受害者正义感与背侧脑岛静息态功能连接的关联研究

公平是人类生活的基本价值观,但对于不公平遭遇人们的反应各不相同。这种个体差异即受害者正义感。作为一种稳定的人格特质,过高的受害者正义感对心理健康、人格发展存在消极的影响。因此,有必要探索受害者正义感的神经基础,以加深研究者对受害者正义感个体差异的生物机制的理解。本研究依托一大样本影像数据库(n=184),采用静息态功能连接的分析方法,探索双侧背侧脑岛静息态功能连接和受害者正义感的关系。结果发现,右侧背侧脑岛与右侧中央前回及中央后回的静息态功能连接与受害者正义感呈显著负相关,与提示疼痛信息整合功能相关的脑岛和与疼痛知觉功能相关的感觉皮层的功能整合在受害者正义感的神经基础中起重要作用。本研究从脑功能整合角度出发,研究受害者正义感的神经基础,为后续研究者提供了新的思路和切入点,也加深了研究者对受害者正义感这一人格特质神经基础的理解。

基于静息态功能连接的注意力缺失/多动障碍患者辅助诊断模型

注意力缺失/多动障碍(ADHD)是一种常见的神经发育类障碍,目前对于该障碍的神经病理机理不明,缺乏客观的生物学诊断标记物。目前对于该疾病的诊断主要基于患者行为症状表现,受到评估人员主观因素的影响,导致其较高的诊断漏诊率与误诊率。前人文献报道ADHD患者大脑功能连接模式存在异常,本研究基于ADHD异常的功能连接模式,采用线性支持向量机方法构建了ADHD辅助诊断模型,该模型分类正确率为65.29%,显著高于随机猜测的情况。有望为临床评估人员提供一定的参考价值。

大鼠感觉运动系统静息态脑网络研究

为了理解啮齿类动物的脑功能连接,本文利用9.4T fMRI获得轻度麻醉状态下大鼠静息状态及刺激激活的数据,通过互相关分析构建节点之间的相关系数矩阵并计算相应的网络参数.结果发现:给予前爪电刺激时,刺激对侧初级感觉皮层(S1)、丘脑(Tha)有较强的正激活,双侧尾状壳核(CPu)有较强的负激活.静息状态时大鼠感觉/运动皮层内部、丘脑内部的连接性较强,而感觉/运动皮层与丘脑之间的连接较弱,双侧感觉运动系统之间存在较强的同步低频振荡,感觉运动系统在静息态时的脑网络具有小世界属性.结果提示,啮齿类动物在大脑信息处理中的功能分离和整合可能与人类存在某些相似性,支持哺乳动物中枢神经系统的基本功能存在遗传保守性的观点.