基于fMRI探讨针刺治疗卒中后运动障碍的研究进展

脑卒中具有高发病率、高致残率的特点,运动功能障碍作为脑卒中患者的常见伴随症状,严重影响了患者的生活质量。本研究利用功能磁共振成像(fMRI)这种具有极高空间分辨率的评估手段,结合局部与全局的fMRI研究方法,综述近年来国内外相关研究进展,探讨卒中后运动障碍的脑功能变化,并对针刺促进卒中后运动障碍康复的中枢机制进行探索,以期为针刺治疗卒中后运动障碍提供理论依据。

原发性失眠患者奖赏网络关键核团在静息态fMRI功能连接的改变

目的:利用功能性磁共振成像(fMRI)技术观察原发性患者奖赏网络区域中脑腹侧被盖(Ventral ttegmental area,VTA)以及伏隔核(Nucleus accumbens,NAcc)脑功能连接的改变。方法:28例原发性失眠比较26例健康对照组脑功能成像的改变,并分析中脑腹侧被盖以及伏隔核功能连接的改变与失眠的情绪障碍障碍之间的关系。结果:比较原发性失眠患者对比健康对照组,VTA与NAcc全脑的功能连接均降低,与VTA-l功能连接增降低的脑区为双侧前扣带回、左侧眶额回,与VTA-r功能连接增降低的脑区为双侧前扣带回、左侧眶额回、右侧中央前回,与NAcc-l功能连接降低的脑区为双侧丘脑、辅助运动区,与NAcc-r功能连接降低的脑区为双侧丘脑、小脑。结论:睡眠障碍会显著降低奖赏网络中VTA与NAcc的功能连接,说明长期睡眠障碍可能影响在原发性失眠患者奖赏处理能力,导致失眠患者情感功能发生障碍。

基于模式识别的高水平运动员RS-fMRI数据分类研究

为弥补传统的广义线性模型(generalized linear model,GLM)方法的不足,并探索模式识别在运动脑科学当中的应用价值。使用支持向量机(support vector machine,SVM)模式识别算法,以低频振幅(fractional amplitude of low-frequency fluctuations,fALFF)、局部一致性(regional homogeneity,ReHo)和度中心度(degree centrality,DC)作为学习特征,对射击运动组和滑冰运动组(分类1)、射击运动组和对照组(分类2)以及速滑运动组和对照组(分类3)之间进行二分类,并计算每一个脑区在分类算法当中的权重。使用留一交叉验证法计算分类正确率,使用总的准确率、接受者操作特性曲线(receiver operating characteristic curve,ROC)、以及预测准确率来衡量机器分类算法的优劣性。结果表明:分类1中SVM算法的正确率较高且分类效果更稳定,总的准确率(total accuracy,tACC)可以维持在96.67%以上,曲线下面积(area under curve,AUC)均为1,说明SVM算法对区分不同项目运动员脑静息态功能特征时更有优势;在分类2和分类3中,SVM算法效果取决于使用的指标。其中,使用fALFF或者综合使用三个静息态指标的分类效果较稳定(tACC均在80%以上,AUC均在0.88以上);小脑在分类1算法中占较多的权重,提示不同运动项目运动员的脑功能活动之间差异最明显的部位主要在小脑上。而分类2和3中,除了小脑,还有一些与运动执行和控制及其他功能活动相关的脑区参与了算法的构成。通过SVM分类算法的应用获得较为理想的结果,展示了模式识别方法在运动科学领域的应用价值。研究成果有助于体育科学研究者从新的角度更加全面地理解运动与脑的关系。

经颅直流电刺激改善传导性失语复述能力的fMRI研究

目的:采用静息态功能磁共振成像(rs-fMRI)技术评估经颅直流电刺激(tDCS)改善传导性失语患者复述功能的价值并探究其机制。方法:选取16例传导性失语患者(病例组)及18例健康受试者(对照组)为研究对象,对其rs-fMRI检查的静息态数据进行局部区域一致性分析(ReHo),得到病例组ReHo信号减低脑区,并选择左侧Wernicke区作为感兴趣区,比较病例组tDCS治疗前、后汉语失语症心理语言评价(PACA)复述测验、ReHo及功能连接(FC)的变化;比较病例组(治疗前)与对照组ReHo及FC的差异。结果:病例组较对照组ReHo值增高脑区为右侧中央后回,减低脑区为左侧颞上回、后扣带回及楔前叶;与Wernicke区呈正相关的脑区为左侧顶下缘角回,右侧中央盖、颞上回、中央前、后回,呈负相关的脑区为右侧直回、额中回、顶下缘角回,左侧前扣带回和旁扣带回、背外侧额上回。tDCS治疗后,患者复述能力明显提高(t=10.30,P<0.01);ReHo值增高脑区为左侧内侧额上回及右侧角回,未发现明显减低脑区;与Wernicke区呈正相关的脑区为左侧杏仁核、楔前叶、中央后回及眶部额中回,右侧后扣带回、颞上回;呈负相关的脑区为右侧额下回三角部。结论:tDCS刺激左侧Wernicke区可有效改善传导性失语患者复述功能,其机制可能与左侧Wernicke区FC模式的转变有关,同时受损功能脑区神经元活性的增高可能对语言的恢复起一定的代偿作用。

运动特征对抽象动词具身表征的影响:来自fMRI及EMG的证据

本研究将学习−测试范式与功能磁共振成像技术(fMRI)以及肌电图技术(EMG)相结合,探讨了运动特征与抽象动词具身表征之间的因果联系,旨在证明词语的运动特征可能是以往研究结果不一致的关键因素,为抽象概念表征的具身认知观点提供支持证据。任务态功能磁共振成像研究(实验1)发现,运动特征增加后,新造词在后测加工中引发的运动相关脑区(如左侧中央前回)的活动强度显著高于前测中的;且运动相关脑区(右侧中央前后回、左侧中央前回等)在新造抽象动词加工中的参与度受到词语运动特征值的调节。肌电图研究(实验2)发现,运动特征增加后的新造词加工也引发了手臂指伸肌肌电活动的增强。这表明,词语的运动特征在抽象动词具身表征中发挥因果性作用,运动特征对中枢运动系统的影响能够延伸至外周肌肉运动系统。结果为具身认知语言理解观提供了新的证据及重要完善和补充。

基于fMRI低频振幅比率分析调神法针刺治疗早醒型失眠的中枢机制研究

目的:基于静息态功能磁共振成像(rs-fMRI)研究调神法针刺治疗早醒型失眠的潜在中枢机制。方法:将48例早醒型失眠患者随机分为调神法针刺组(24例,脱落1例)和非穴位浅刺组(24例,脱落1例,剔除1例)。调神法针刺组予针刺百会、神庭、四神聪、本神、神门、内关和三阴交;非穴位浅刺组予非效穴旁开1寸浅刺治疗,非效穴取臂臑、手三里、阳池、外关、风市、伏兔和梁丘;两组均治疗4周,每周3次,比较两组患者针刺前后匹兹堡睡眠质量指数(PSQI)及早醒评分、汉密尔顿抑郁量表(HAMD-17)评分及早醒评分和汉密尔顿焦虑量表(HAMA)评分,治疗前后进行rs-fMRI数据采集。观察两组患者针刺前后低频振幅比率(fALFF)的变化,fALFF值与量表进行相关性分析。结果:治疗后,调神法针刺组PSQI评分、PSQI早醒评分、HAMD评分、HAMD早醒评分和HAMA评分均较治疗前显著降低,差异具有统计学意义(P<0.01),且量表评分均显著低于非穴位浅刺组,差异具有统计学意义(P<0.05)。非穴位浅刺组HAMA评分较治疗前显著降低,差异具有统计学意义(P<0.01)。治疗后调神法针刺组较非穴位浅刺组fALFF值在左侧背外侧额上回(SFGd)升高、左侧小脑4_5区(CER4_5)降低,差异具有统计学意义(均GRF校正,体素水平P<0.01,团块水平P<0.01,双尾),左SFGd的fALFF值与PSQI评分(r=0.386)、PSQI早醒评分(r=0.330)和HAMD评分(r=0.358)呈显著正相关,差异具有统计学意义(P<0.05),左CER4_5的fALFF值与PSQI评分(r=0.374)、HAMD评分(r=0.483)呈显著负相关,差异具有统计学意义(P<0.05)。结论:调神法针刺可能通过调节早醒型失眠患者的局部脑功能强度,从而有效改善睡眠质量和早醒症状,缓解焦虑、抑郁情绪。

青少年非自杀性自伤脑区的静息态功能磁共振成像研究:基于fMRI研究的元分析

目的:青少年非自杀性自伤行为是自杀预测的危险因素,探究非自杀性自伤行为可能存在的神经基础。方法:本文共纳入11篇文献,采用激活似然估计法对青少年NSSI患者相对于非NSSI人群静息态脑功能成像的脑区进行整合分析。结果:青少年NSSI患者右侧岛叶脑区激活增强。结论:本文通过ALE元分析,对青少年非自杀性自伤的fMRI研究进行系统的定量分析发现青少年NSSI患者右侧岛叶脑区激活增强,这有助于进一步理解青少年NSSI的神经机制。

立体曲率后效的多级适应机制的fMRI证据

【目的】开展功能性磁共振成像适应(fMRIa)实验,验证立体曲率后效的多级适应机制在人类大脑皮层的16个ROI上的表现。【方法】通过使用水平双目视差定义的随机点立体图作为视觉刺激,设计了6种适应条件以最大限度地分离出不同的适应源。通过测量适应期间和测试期间的BOLD信号变化来评估适应强度。【结果】ANOVA分析结果表示,皮层的背侧视路和腹外侧视路均表现出对形状属性的高级适应。此外,还发现在背侧视路的V7和IPS区存在对平均视差信息的适应,说明这些区域中的低阶视差计算用于精确编码3D形状的深度结构,而腹侧视路则用于形状分类。【结论】立体曲率后效确实是由多级适应所导致。本研究成果可在虚拟现实中立体场景构建时提供对用户体验的优化。

经颅磁电刺激治疗成人屈光参差性弱视的rs-fMRI机制研究

目的基于静息态功能磁共振成像(rs-fMRI)技术探讨经颅磁电刺激(TMS)干预对成人屈光参差性弱视患者关键脑区异常功能状态及损害特征的调控作用。方法纳入20例单(左)眼成人屈光参差性弱视患者,随机分为手术组[行后房型人工晶体(ICL)植入术]和TMS结合组(在手术组基础上进行TMS治疗),每组10例。两组患者在治疗前后均采用国际标准视力表检查视力以评价疗效。同时,两组患者分别在治疗前、治疗后进行1次rs-fMRI检查,采用局部一致性(ReHo)、低频振幅(ALFF)、比率低频振幅(fALFF)3种算法对获取的rs-fMRI图像进行脑区功能状态及响应特征分析。结果与治疗前相比,治疗后两组患者的裸眼视力均显著提高,且显著高于治疗前矫正视力(均P<0.05);治疗后两组相比,TMS结合组裸眼视力改善程度优于手术组(P<0.05)。手术组、TMS结合组治疗前后ReHo、fALFF值均无差异;与治疗前相比,手术组治疗后同侧额叶ALFF值升高,TMS结合组治疗后同侧小脑ALFF值降低;与手术组相比,TMS结合组治疗后同侧额叶、额上回ReHo值降低,对侧颞叶、颞上回ALFF值降低,对侧枕叶、楔叶fALFF升高(均P<0.05)。结论手术组和TMS结合组成人屈光参差性弱视患者的脑区自发活动改善效果显著。ICL植入术可能通过激活同侧额叶发挥作用;ICL植入术结合TMS治疗可能通过改善小脑功能,提高对侧枕叶、楔叶的兴奋性,调节枕叶相邻皮质及其他视觉相关皮质(同侧额叶及对侧颞叶)的神经元功能活动,纠正患者两眼间的兴奋性差异而发挥作用。

针刺足三里穴PET和fMRI脑功能成像的初步探讨

目的探讨针刺足三里穴脑功能成像的实验方法和针灸治疗的中枢机制。方法利用18FDG PET和fMRI BOLD脑功能成像方法 ,获取针刺足三里穴脑内葡萄糖代谢和脑血流变化有关的实验数据 ,利用SPM和感兴趣区图像分析方法 (ROI)获得脑功能变化的可视性实验依据。结果针刺右侧足三里穴引起视丘下部、同侧室旁核和双侧颞叶的葡萄糖代谢和脑血流增加。结论针刺足三里穴可引起植物神经中枢和颞叶功能变化 。

音乐刺激激活人脑情感系统的fMRI研究

目的:利用fMRI技术,对音乐欣赏相关脑功能区进行定位,并初步探讨音乐情感反应和音乐治疗的可能神经机制。方法:采用组块设计模式,对30名非音乐专业志愿者进行被动聆听音阶、轻音乐和恐怖音乐(各3段)实验。应用SPM99软件对实验结果进行组分析,获得平均激活图。结果:轻音乐和恐怖音乐可激活大脑与情感加工相关的脑区,前者主要包括双侧前额皮层外侧部(左侧为著)、左侧眶额皮层、扣带回前部、左侧岛叶前部、右侧丘脑和左侧豆状核;后者主要包括双侧前额皮层外侧部(右侧为著)、双侧眶额皮层、双侧额内回和扣带回前部和双侧杏仁复合体。结论:音乐可有效激活人脑与情感加工相关脑区;大脑对喜悦和恐惧情感具有不同(或部分交叉)的神经加工网络,其中,轻音乐引起的正性情感加工可能是音乐治疗的部分神经基础。

外关穴真、假针刺fMRI脑功能成像研究

目的:运用fMRI脑功能成像技术,研究外关穴真针刺、假针刺不同状态下,青年志愿者不同脑区的激活情况,以印证"经穴特异性-脑相关假说"。方法:12例健康志愿者随机分为外关穴真针刺和假针刺组,分别接受不同的刺激。同时,运用GE公司3.0T超导MRI系统完成脑部扫描。所得图像采用SPM2软件包进行处理和分析。结果:外关穴真针刺能显著激活BA45、374、4、40、22、13、37、47区、海马、杏仁核、黑质等区域,外关穴假针刺则能显著激活BA46、44、41、13、40、37、19区等区域,与假针刺对比,外关穴真针刺能显著激活BA8区和小脑等区域,在一定程度上印证了赖新生教授的"经穴特异性-脑相关学说"。

针刺内关穴与非穴的fMRI脑功能成像研究

目的:观察针刺健康志愿者右侧内关穴和非穴时不同脑区的激活情况,探讨针刺穴位对脑中枢的激活效应。方法:将14例健康志愿者随机分为内关穴组和非穴组,分别针刺右侧内关穴和非穴;同时,运用GE公司1.5T超导核磁共振系统完成脑部fMRI扫描,获得局部脑组织激活与否的试验数据,采用感兴趣区(ROI)法进行处理和分析。结果:针刺内关穴和非穴,对双侧顶叶、额叶、枕叶、颞叶、基底节区、扣带回、小脑、脑桥、脑岛等多个脑区分别有不同程度的激活;从激活几率、激活数量和激活强度上看,针刺右侧内关穴以激活左侧顶叶、额叶、颞叶、枕叶为主,并且特异性激活左侧海马和双侧桥脑;尽管在脑区的激活上,有上述趋势,但是在统计学上无显著性意义(P>0.05)。结论:针刺内关穴和非穴激活的脑区有相对的差异性,针刺外周穴位能特异性的激活脑中枢。

同步内隐／外显序列学习：事件相关的fMRI的初步研究

本文利用事件相关fMRI研究探讨对于内隐和外显学习在脑区激活上的差异。实验采用同步内隐/外显学习序列,以有色的形状作为刺激材料,要求被试对于刺激的颜色做选择反应,并在颜色消失后找出形状的内在规则。颜色和图形序列分别采用两个独立的马尔可夫链,即下一个图形的颜色或者形状有70%的可能服从序列规则。行为数据显示被试习得了外显和内隐的规则,fMRI成像主要比较内隐和外显学习在学习过程和知识运用上脑区激活的差异。结果发现,与内隐学习相比,外显学习在额叶的激活更为显著。而且,内隐学习和外显学习在视觉皮层的激活出现分离,内隐学习中枕叶的激活减弱,而外显学习中枕叶的激活增加。

针刺健康志愿者太溪穴静息态 fMRI 脑功能成像研究

目的:运用fMRI技术观察针刺健康志愿者双侧太溪穴时脑区的激活负激活情况,比较针刺前后的差异。方法:15例健康志愿者针刺太溪穴30 min,针刺前和出针后15 min进行静息态fMRI扫描,所得数据进行低频振幅(ALFF)分析。结果:比较针刺前,出针15 minALFF值增强的脑区为右侧小脑后叶下半月小叶、左侧大脑额叶额中回、大脑皮层Brodmann分区(Brodmann area,BA)10区,未发现减弱脑区。结论:ALFF分析显示脑功能区功能状态的特异性变化可能与太溪穴临床功效的中枢机制相关。

欺骗的神经机制和测谎应用:来自fMRI研究的证据

功能核磁共振成像技术在探讨欺骗机制和开发测谎技术中的应用是目前的研究热点,前者使用多种范式来考察假装失忆、故意错误及人际交互中的欺骗行为的认知和神经机制,而后者主要沿用传统的GKT和CQT范式检测欺骗行为。已有研究突显了前额叶和顶叶这些参与执行控制过程的脑区在欺骗中的核心作用,但基于这些脑区信号进行测谎时,得到的准确率不容乐观。未来研究应探索除执行控制过程外的欺骗的其它认知成分,尝试从"记忆痕迹"和"欺骗结果"等方面寻找测谎的新线索。并应揭示"欺骗特质"的神经基础,以启发"忠诚度"的测量方法。

针刺足三里穴脑fMRI研究进展

目的:足阳明胃经的下合穴-足三里穴,具有健脾和胃、舒经活络、强身保健作用,通过整理、阅读和分析应用脑fMRI技术研究针刺足三里穴的相关文献,总结归纳经验,提出展望。方法:运用中国知网、pubmed等数据库,以"针刺and足三里and fMRI"或"针刺and足三里and功能磁共振"为检索词开始检索,筛选出所需文章,进行分析与整理。结果:通过两种数据库检索分别得到85、33篇相关文献。大量文献表明,针刺足三里穴能够引起脑内相关区域多处激活,主要包括额叶、颞叶、中央后回及扣带回、岛叶、下丘脑、海马回等边缘系统。结论:脑fMRI研究针刺足三里穴主要集中在激活脑区的分布、针刺作用机理、针刺后效应等方面;大量实验结果证实针刺足三里穴的作用机制是通过多个脑区形成复杂协调的功能网络达到治疗效果;针刺足三里穴在改善认知功能、镇痛、调节胃肠道疾病方面发挥重要作用。

10例中国正常汉族人不同的汉语听觉任务时fMRI中Wer nicke区激活的特点

目的筛选能够在功能性核磁共振造影(functional magnetic resonance imaging,fMRI)上稳定激活Wernicke区的汉语听觉任务刺激模式。方法选用正常右利手中国汉族人10例,采用组块设计,应用西门子SONATA1.5TMRI分别进行不同的汉语语言听觉刺激任务下的脑功能成像,汉语语言听觉刺激任务分2组:词汇理解组、段落理解组。同时以音乐组作为单纯听觉刺激对照。图像资料经处理后获得脑区激活图。结果音乐组可见双侧颞横回激活,激活以右侧颞叶为主;词汇理解组与段落理解组10例均可见以左颞叶为主的激活(Wernicke区),其中段落理解组激活信号更加强烈,时间-信号强度动态曲线稳定。结论汉语的段落理解任务可以作为临床观察fMRI中激活Wernicke区的听觉语言任务刺激模式。

针刺外关穴与外关配伍非穴的fMRI脑功能成像比较

[目的]观察针刺健康志愿者右侧外关穴和外关穴配伍非穴时不同脑区的激活。[方法]16例健康志愿者,随机分为外关穴组和外关穴配伍非穴组,分别针刺右侧外关穴和外关穴配伍非穴;同时,运用GE1.5T超导核磁共振系统完成脑部fMRI扫描,所得数据采用感兴趣区(ROI)法进行处理和分析。[结果]针刺外关穴和外关穴配伍非穴,对双侧额叶、顶叶、颞叶、枕叶、海马、扣带回、基底节、桥脑、小脑等脑区都有不同程度的激活,其激活点数和激活强度都没有显著差异,但针刺外关穴对右侧小脑的激活几率高于针刺外关穴配伍非穴(P<0.05),并有趋势表明,针刺外关穴还能较为集中地激活左侧顶叶、右侧额叶、颞叶。[结论]fMRI脑功能成像研究表明,外关穴与非穴的配伍关系,不是简单的1+0=1的对应关系。

针刺申脉穴的fMRI脑功能成像研究

目的:研究针刺申脉穴脑功能变化的规律和激活脑区的定位信息。方法:利用血氧依赖性磁共振成像技术,获得健康志愿者的申脉穴在行针及留针不同针刺状态下的脑功能变化图像,利用SPM信号处理系统,对比分析不同针刺状态下脑功能变化的规律。结果:针刺申脉穴主要激活边缘系统(丘脑、扣带回、海马旁回)和额叶、颞叶等脑区,在行针和留针过程中激活的脑区存在较为明显的规律性变化,在行针过程中首先激活对侧脑区,留针后逐渐由对侧延伸到双侧。结论:激活的脑区可能在申脉穴治疗失眠等心境障碍性疾病时起一定作用。