维持性血液透析终末期肾病患者丘脑功能连接异常与记忆减退的相关性研究

目的探索维持性血液透析终末期肾病(end-stage renal disease,ESRD)患者丘脑功能连接(functional connectivity,FC)异常与记忆减退的相关性。方法对22例ESRD患者(ESRD组)和28例年龄、性别、受教育程度相匹配的健康对照(HC组)行听觉词语学习测试-华山版(AVLT-H)评估记忆功能,随后采集静息态功能磁共振成像(rs-fMRI)数据并行基于丘脑的全脑FC分析比较两组间丘脑的FC差异,最后进行Pearson和Spearman相关性分析。结果与HC组相比,ESRD组患者IR-S(P=0.002)、SR-S(P<0.001)、LR-S(P=0.005)得分显著降低;同时,ESRD组右侧丘脑与左侧额上回眶部、左侧顶上小叶、右侧枕上回、右侧楔前叶及右侧额中回的FC降低(P<0.05,TFCE校正),ESRD组左侧丘脑与左侧直回、左侧顶上小叶及右侧顶上小叶的FC降低(P<0.05,TFCE校正),ESRD组左侧丘脑与左侧直回的FC值与IR-S(r=-0.499)、SR-S(r=-0.458)及LR-S(r=-0.455)呈显著负相关(P均<0.05)。结论维持性血液透析ESRD患者存在记忆功能减退,且与左侧丘脑和左侧直回的FC异常密切相关,可以为观察ESRD患者的记忆功能障碍提供影像学标记。

不同病程耳鸣患者的静息态功能磁共振成像研究

目的观察不同病程耳鸣患者静息态功能磁共振成像的中枢特征,以及其与临床特征之间的相关性,探讨可能存在的神经影像学机制及意义。方法选取我科2020年8月~2022年1月接诊的201例耳鸣患者(急性期100例,慢性期101例)以及同时期招募的100例健康志愿者作为对照组,采用低频振度(ALFF)方法计算三组间差异脑区,并提取ALFF值与患者临床特征进行相关性分析,此外计算差异脑区与全脑的功能连接(FC)。结果三组间差异脑区位于左侧枕上回、左侧楔叶、左侧前扣带回,事后分析显示,与健康对照组相比,急性期组的左侧枕上回、左侧楔叶ALFF值增加;慢性期组的左侧枕上回、左侧楔叶ALFF值增加,左侧前扣带回的ALFF值减少。相关性分析显示急、慢性组中,左侧前扣带回的ALFF值分别与THI量表评分呈正相关(r=0.663,P<0.001;r=0.696,P<0.001)。功能连接分析显示左侧楔叶与右侧楔叶功能连接增强;左侧前扣带回与左侧中央沟盖功能连接增强。结论急、慢性耳鸣患者存在多个脑区的功能连接强度异常,涉及视觉皮层、边缘系统等脑区,左侧前扣带回可能成为评估耳鸣严重程度的神经影像学标志物。

颞叶癫痫致痫侧静息态脑功能网络拓扑的特异性研究

癫痫是世界常见的典型脑内异常神经放电导致中枢认知功能网络失调的神经疾病。作为当今先进技术的静息态功能磁共振成像(rfMRI),其功能连接(fMRI-FC)可为评估脑功能提供科学的检测指标。在此提出参照健康人的癫痫脑功能网络多节点指标融合的特异性模型,提取致痫侧脑功能网络拓扑属性,试图在高阶计算fMRI-FC,以提高其检测精准性,并在机器学习中验证特异性模型的分类性能。首先,取20例结构像海马阳性的内侧颞叶癫痫患者(左、右致痫侧各10例)和139例健康人的rfMRI数据;其次,以FC为边搭建脑功能网络,分别计算患者和健康人的4个局部节点指标;再次,以健康人为参照,构建脑功能网络的特异性模型。通过差值统计和ROC曲线分析,提取4组对致痫侧敏感性高的单一节点指标和1组其指标融合作为特征,分别采用留一法和随机验证分析其分类效果;又基于脑功能网络多节点指标融合,构建非特异性模型同上述操作并比较,以强调特异性模型的优势。结果表明,脑功能网络特异性模型在多节点指标融合的特征向量上表现出更好的分类性能,留一法和随机验证平均分类精度达100%和95.0%±8.7%。脑功能网络多节点指标融合的特异性模型能有效地提取致痫侧脑功能网络特征,为机器学习方法辅助fMRI-FC定位癫痫脑致痫侧提供一种新思路。

舞蹈运动员大脑感知运动系统的功能特征——一项静息态功能磁共振研究

目的:探索经过长期专项练习的舞蹈运动员大脑感知运动系统的功能特征。方法:采用专家-新手研究范式,选取具有6年以上专业舞蹈练习经历的23名舞者作为舞蹈组,未经过任何舞蹈练习的21名大学生作为对照组。采集被试的静息态功能磁共振数据,比较两组被试的局部一致性(Re Ho)、比率低频振幅(f ALFF)和功能连接(FC)。结果:1)舞蹈组双侧中央后回、左侧颞上回、右侧中央前回、右侧枕中回Re Ho值显著高于对照组;2)舞蹈组双侧中央前回f ALFF值显著高于对照组;3)舞蹈组右侧中央前回与左侧中央前回的连接强度及右侧中央前回与双侧中央后回的FC值均显著高于对照组。结论:舞者感知运动系统功能改变可能与长期舞蹈练习相关,这可能会导致个体的感知、记忆加工及动作学习与控制能力发生改变,建立对复杂动作良好的观察、执行和调整的加工模式,这一结果为舞蹈练习促进大脑可塑性提供了证据支持。

使用深度学习和不同频率维度的脑功能性连接对轻微认知障碍的诊断

准确诊断轻微认知障碍(MCI)对于阿尔兹海默症(AD)的预防和治疗十分关键,目前常使用深度学习和静息态功能核磁共振成像(rs-fMRI)对MCI进行辅助诊断。皮尔逊(Pearson)相关法和加窗的皮尔逊(WP)相关法能在时间维度上表示脑功能性连接(FC),但不能将不同频率维度上的信息进行分解表示。针对这一问题,提出将不同频率维度的FC系数作为现有深度学习的特征输入的方法,以提高MCI分类准确率。首先将被试的数据进行拼接后进行多通道经验模态分解(MEMD),然后通过切割求得不同频率维度上的FC系数,最后使用VGG16和长短期记忆(LSTM)网络进行测试。实验结果表明,使用所提出的FC系数时,MCI的分类准确率最高可达84.33%,相较使用传统FC系数时的准确率提高了18.33~21.00个百分点;而且不同频率维度的FC系数对MCI有着不同的分辨率。

太极拳对慢性疲劳综合征患者左额顶网络功能连接度的影响

目的从左额顶网络(LFPN)的功能连接度(FC)这一角度揭示太极拳对于治疗慢性疲劳综合征(CFS)的中枢作用机制。方法招募20例CFS患者和20名健康受试者,两组受试者均接受为期4周的简化24式太极拳训练。在治疗前后进行疲劳量表-14(FS-14)、汉密尔顿抑郁量表(HAMD)评分及功能磁共振成像技术(fMRI)扫描,并进行自身比较及组间比较;将患者治疗前后量表差值与功能连接度差值进行相关性分析。结果CFS患者的FS-14评分、HAMD评分显著高于健康受试者(P<0.01),治疗后量表评分均降低(P<0.01);CFS患者在LFPN区域的功能连接度明显偏低;经太极拳治疗后,功能连接度显著增强的脑区包括背侧前额叶、顶上小叶等,特别是左额下回、左前扣带回和内侧前额叶区域,健康受试者治疗后在右内侧颞叶、右背侧前额叶的功能连接度显著增强;CFS患者治疗前后LFPN功能连接度差值与FS-14差值之间呈负相关(r=-0.791,P<0.001),与HAMD差值之间无相关性(r=0.0273,P=0.9)。结论太极拳主要通过加强LFPN的功能连接度,特别是调节左额下回、左前扣带回和内侧前额叶区域的功能活动,达到改善CFS患者疲劳程度的临床效果。这种发现可促进对太极拳治疗CFS价值的理解。