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基于复杂网络的偏头痛患者脑功能连通性研究
目的应用图理论构建静息态脑功能复杂网络，研究偏头痛患者与正常人之间的网络拓扑结构差异。资料与方法获取22例偏头痛患者（研究组）和22例正常人（对照组）的静息态脑功能 MRI 数据，分别构建两组的脑功能复杂网络，计算和比较两组复杂网络的平均聚类系数、特征路径长度、小世界性、同配性、介数中心度等测度参数。结果与对照组相比，研究组患者的静息态功能复杂网络的平均聚类系数较大，小世界性与同配性等拓扑测度发生改变，尾状核、豆状壳核等节点特征路径长度发生异常，部分区域（如丘脑、枕下回、枕中回）的介数中心度明显增大。结论偏头痛患者静息态脑功能网络中发生异常的区域与大脑的疼痛处理、视觉处理以及感觉中继有关，本研究发现有助于更好地解释偏头痛的相关临床病症。
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抑郁症首次发病未治疗患者脑网络模块化研究
目的 观察首次发病未治疗抑郁症患者脑功能网络中模块化及其相关特征的改变,为了解抑郁症的脑网络机制提供证据.方法 纳入首次发病、未经治疗的抑郁症患者(病例组,50例)及年龄、性别、受教育程度相匹配的健康志愿者(对照组,37名),基于静息态fMRI的数据,构建全脑功能连接网络,比较2组受试者的模块化相关指标,包括全脑模块化程度、模块内连接和模块间连接的差别,及其与疾病严重度的相关性.结果 病例组分为4个模块,对照组分为3个模块.模块化相关指标的分析显示,与对照组比较,病例组左侧眶部额中回、左侧枕上回、左侧眶部额下回、右侧罗兰多壳盖区域的模块度值显著下降,与临床症状无显著相关(r=0.21,P＞0.05).全脑模块化程度、模块间连接和模块内连接指标差异无统计学意义(r=0.11,P＞0.05).结论 抑郁症患者眶额皮质、枕上回、罗兰多壳盖区域存在连接性的改变,这些区域可能是抑郁症神经网络异常的相关节点.
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帕金森病脑功能网络的影像学研究进展
帕金森病(Parkinson's disease,PD)是一种致残度极高的中老年神经系统变性疾病.由于发达国家和中国等部分发展中国家人口老龄化,PD的发病率显著上升,给家庭和社会都造成了极大的负面影响,受到社会各界的重视[1].近年来,国内外学者利用MRI、磁共振功能成像(fMRI)、磁共振波谱成像(MRS)、PET、脐电图(EEG)、脑磁图(MEG)等影像技术,以脑功能网络为着眼点,研究PD的发病机制,取得了丰富的研究成果,现综述如下.
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脑震荡与弥漫性轴索损伤患者脑小世界网络的比较研究
目的 利用静息态功能磁共振成像构建脑网络,分析脑震荡和弥漫性轴索损伤患者脑网络的小世界性及其网络参数的差异.方法 前瞻性收集2013年12月至2015年12月中国人民解放军武汉总医院神经外科收治的13例脑震荡患者(脑震荡组)和9例弥漫性轴索损伤患者(弥漫性轴索损伤组),同期纳入14名健康对照者(对照组).采集3组的静息态功能磁共振成像数据,预处理后以AAL90和Dosenbach 160模板标记脑区,计算脑区间相关系数,评估其小世界性,并比较3组受试者酬络参数的差异.结果 在阈值内,脑震荡组、弥漫性轴索损伤组以及对照组的脑网络均符合小世界性.与对照组相比,脑震荡组的聚类系数、全局效率、局部效率以及平均连接度均增加(均P＜0.05),弥漫性轴索损伤组的聚类系数、全局效率、局部效率以及平均连接度均降低(均P＜0.05).结论 脑震荡组和弥漫性轴索损伤组的脑网络皆有小世界性,但脑网络的聚类系数、全局效率、局部效率以及平均连接度均有变化,可能为脑功能代偿或失代偿所致.
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视神经脊髓炎患者功能连接密度变化的静息态fMRI研究
目的 利用基于体素的功能连接密度(functional connectivity density,FCD)图方法观察视神经脊髓炎(neuromyelitis optica,NMO)患者静息状态下脑网络水平各脑区重要程度的异常改变,并评价其与临床评分、病程等的相关性.材料与方法 搜集20例NMO患者及20例年龄、性别相匹配的健康志愿者静息态功能磁共振(resting state functional MRI,rs-fMRI)数据,所得数据利用基于Matlab平台的DPARSFA软件进行图像预处理,然后利用其度中心度(degree centrality,DC)选项计算出FCD值,用SPM8软件进行平滑处理,得到二值化的平均FCD值,组间进行双样本t检验比较两组之间FCD有差异的脑区,分析有差异的脑区FCD值与临床扩展残疾评分量表(expanded disability status scale,EDSS)评分及病程的相关性.结果 与健康对照组相比,NMO患者FCD增加的脑区以左侧小脑半球(下半月小叶)为主;FCD减低的脑区主要包括双侧额叶(BA 11)、左侧舌回、双侧小脑半球(方形小叶后部)(P<0.001,未校正,体素>30).NMO患者的病程与左侧小脑半球(下半月小叶)FCD呈正相关(r=0.6,P=0.005).结论 NMO患者脑功能网络连接属性存在异常,表现为多个脑功能区FCD增高或减低,可能与NMO患者肢体及认知功能障碍发生的神经病理机制有关.
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慢性缺血性脑卒中患者全脑功能网络小世界属性改变
目的：利用静息态功能磁共振（ fMRI）探讨慢性缺血性脑卒中患者全脑功能网络小世界属性的特点。方法对2013年6月至2014年6月东南大学附属中大医院神经内科门诊42例慢性缺血性脑卒中患者及25例匹配的健康对照分别进行静息态fMRI扫描，构建全脑功能网络；比较两组受试者小世界属性并探讨其变化，相关参数包括：全局效率Eglobal ，局部效率Elocal ，短路径长度Lp，聚类系数Cp，γ，λ，σ。结果在0．1≤稀疏度≤0．2范围内，两组均符合小世界属性（σ＞1）。脑卒中组所在阈值点Cp及Elocal明显低于健康对照组，差异有统计学意义（ P＜0．05）。结论两组受试者的全脑功能网络虽仍具有小世界属性，但卒中患者拓扑属性已经发生改变，网络小世界性低于健康对照组，Cp及Elocal值降低，这些改变能为疾病的病理生理机制提供新视角，对于加深该类疾病的认识具有重要意义。
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静息态脑功能网络分析方法及在肝性脑病的研究进展
静息态脑功能网络分析方法是目前脑功能研究常用、基本的方法之一。该方法利用血氧水平依赖功能磁共振成像（BOLD-fMRI）采集数据，分析全脑或特定脑区脑网络连接强弱的情况，不仅能无创定位功能网络连接异常的脑区，还能了解各种神经心理疾病的病理生理基础及发病机制。近年来，随着影像技术的发展、脑网络分析方法的不断完善，静息态脑功能网络的研究为临床疾病的诊断治疗提供了更为广阔的思路。
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功能MRI在意识障碍的诊断和唤醒预测中的研究进展
功能MRI能够实时准确地发现静息和刺激状态下高级复杂神经活动，并对意识障碍的3个不同水平：昏迷、植物状态、微意识状态的诊断和鉴别诊断提供了客观依据。近年来功能MRI研究在部分临床无应答病人中发现了意识唤醒相关的局部脑区和脑功能网络。介绍功能磁共振成像在意识障碍和意识唤醒相关脑功能网络中的应用和研究进展。
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复杂脑网络的哲学观思考与研究
为了在复杂脑网络研究中取得新的进展,利用学科综合研究的方法引入哲学观思考,通过分析脑网络内在的哲学思想,论述哲学与脑网络之间的相互关系来说明脑网络的哲学含义,并对哲学含义下的脑网络应用进行阐述,后以复杂脑网络的难题及潜在的哲学观思考印证哲学与复杂脑网络的相互联系,并提出进一步的思考.
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基于功能性磁共振成像技术的针灸治疗抑郁症中枢机制研究进展
抑郁症以持久而显著的心境低落为主要临床特征,是心境障碍的主要类型,也是脑功能障碍性疾病之一.针灸治疗抑郁症的疗效己受到国内外的充分肯定,但其中枢机制尚未形成统一的标准,普遍认为是通过调节边缘系统皮质纹状体丘脑神经通路来实现.近年来有学者应用功能性磁共振成像技术对针灸治疗抑郁症的中枢机制进行了研究,笔者拟从抑郁症的相关脑功能网络异常和针灸治疗抑郁症脑功能网络两方面的fMRI研究进展进行综述.结果显示目前针灸治疗抑郁症脑功能网络仅局限于单个或多个独立的脑功能网络,尚未形成科学、规范、完整的脑功能网络机制.笔者建议应着重研究脑功能网络之间的整合作用机制,同时要深入探讨针灸治疗抑郁症脑功能网络的fMRI机制,以期能进一步证实其稳定性及可重复性,为针灸治疗抑郁症的研究做指导.
关键词： 抑郁症 针灸 脑功能网络 功能性磁共振成像技术 -
轻度阿尔茨海默病患者脑功能网络度中心度改变的初步研究
目的:利用度中心度(degree centrality,DC)的方法探讨轻度阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)患者及遗忘型轻度认知功能障碍(amnestic mild cognitive impairment,aMCI)患者在静息态下脑功能网络连接属性的改变.方法:收集12例轻度AD患者、12例aMCI患者和15名健康老年志愿者(normal control,NC组)参加试验.所有受试者均行简易精神状态检查量表(mini-mental state examination,MMSE)及其他系列量表测试,评估其认知水平,并采集静息态功能MRI数据,经预处理和后处理计算出全脑DC值图,采用双样本t检验进行组间比较,分别检测轻度AD组与NC组、aMCI组与NC组间DC分布图间的统计学差异.结果:与NC组相比,轻度AD患者DC值减低的脑区主要分布在左侧眶部额下回、左侧额中回、左侧额下回、左侧后扣带回及右侧后扣带回;aMCI患者则分布于右侧楔前叶、左侧楔叶、右侧楔叶、右侧枕上回、右侧枕中回、左侧颞上回及右侧角回脑区DC值较NC组减低,而右侧前扣带回、左侧海马、左侧胼胝体压部的DC值较NC组升高.结论:基于静息态功能MRI数据的DC分析观察到轻度AD患者及aMCI患者在一些脑区发生了功能连接改变,DC作为一种新的基于体素水平描述脑网络属性的方法,可能对理解AD病理机制及观察其脑网络属性的改变提供了一个新视角.
关键词： 静息态功能磁共振 轻度阿尔茨海默病 遗忘型轻度认知功能障碍 脑功能网络 度中心度 -
2型糖尿病全脑网络的研究进展
2型糖尿病(T2D)是由胰岛素抵抗引起的慢性代谢性疾病,并可发生脑功能异常.全脑网络能够在整体水平上研究大脑各个脑区之间的交互作用,并揭示与认知功能损伤有关的潜在病理生理机制.快速发展的影像学技术与图论方法结合,结构磁共振成像可根据各个感兴趣区之间灰质体积或皮层厚度的相关性来定义网络的结构连接;弥散张量成像可根据白质纤维的连接数目、密度、概率及各向异性分数等来构建网络模型;脑电图通过记录各个电极间诱发的脑电信号从而构建大脑功能网络;功能磁共振成像通过获得不同节点间神经功能活动的时间相关性来进行网络构建;正电子发射断层摄影则通过测量各个脑区的局部PDG代谢值,进行相关性计算来构建脑PDG代谢网络.
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阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合症患者脑功能网络中心度改变的初步研究
目的 利用网络中心度(DC)方法探讨阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合症(OSAHS)患者在静息状态下脑功能网络连接属性的改变.方法 选择男性重度OSAHS患者36例及同期招募的年龄、教育程度相匹配的男性正常睡眠者(对照组)40例,采集静息状态下的脑部fMRI数据,经预处理和后处理计算出全脑DC值图,采用双样本t检验比较病例组与对照组间DC值分布图的差异.结果 与对照组相比,OSAHS组DC值减低的脑区主要分布在左侧枕中回、左侧额上回、双侧顶下小叶及后扣带回皮层;而DC值增高的脑区主要分布于豆状核及壳核.结论 OSAHS患者脑功能网络连接属性上存在改变,可表现为多个脑区度中心性功能连接减低或增高,这可能为理解OSAHS患者认知功能障碍的神经病理机制提供一个新的视角.
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基于格兰杰因果关系磁刺激穴位对亚健康失眠的脑功能网络分析
脑功能网络是揭示大脑精神活动的重要体现,对于亚健康失眠的脑网络分析具有重要意义.利用格兰杰因果关系算法建立脑功能有向网络实现了各级脑电之间的有向信息连通,更是对失眠基于脑电的探究.本文利用Neuroscan128导脑电实验仪采集9名失眠被试的32导脑电信号,然后基于格兰杰因果关系方法计算32导脑电极在时间序列上的有向连接关系,同时运用贝叶斯信息准则和F统计量检验每个连接值的统计显著性,再利用磁刺激穴位的方法刺激失眠被试,获得不同状态下脑功能网络的有向连接图,并对其进行分析.结果表明,磁刺激神门、内关和三阴交穴后较刺激前,大脑额叶、中央区和左颞叶内部以及脑区之间的连接有所增加;而枕叶、右颞叶内部以及脑区之间的连接有所减少.磁刺激穴位治疗亚健康失眠具有重要的研究意义,本研究得到的相应结果为其提供依据.
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脑胶质瘤静息态脑功能网络的研究进展
脑胶质瘤是颅内常见的原发性肿瘤,随着静息态功能磁共振技术的发展,越来越多的研究证实脑胶质瘤导致脑功能网络的损害,并且损害与认知功能障碍密切相关.脑功能网络的异常模式比脑解剖结构的异常模式更加适合用来分析脑胶质瘤的病理生理机制.本文对脑胶质瘤病人的脑功能网络的发展历程、研究方法以及默认网络(default mode network,DMN)、中央执行网络(centre executive network,CEN)和突显网络(salience network,SN)的神经科学基础、网络功能以及目前的临床相关研究进展进行综述.
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肠易激综合征患者脑功能网络度中心度改变的初步研究
目的 利用度中心度(DC)方法探讨肠易激综合征(IBS)患者在静息态下脑功能网络连接属性的改变. 方法 对自2013年8月至2015年1月在衡阳市中心医院消化内科就诊的21例IBS患者(患者组)及同期招募的21例年龄、性别、受教育程度均匹配的健康志愿者(对照组),进行静息状态下的功能磁共振成像扫描,经预处理和后处理计算出全脑DC值图,采用双样本t检验比较患者组与对照组间DC值分布图的差异. 结果 与对照组相比,患者组DC值减低的脑区主要分布在右侧额上回、右侧额中回、右侧眶额皮质、右侧楔前叶及右侧颞中回等区域. 结论 IBS患者在脑功能网络连接属性上存在改变.DC作为一种新的基于体素水平描述脑功能网络连接属性的方法,可为理解IBS的病理机制提供一个新的视角.
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基于体素的静息态fMRI观察原发性失眠患者针刺治疗后全脑度中心度的改变
[目的]利用度中心度(DC)的方法探讨原发性失眠(PI)患者针灸治疗后静息态下脑功能网络连接属性的改变.[方法]对29例PI患者及22例年龄、性别、受教育程度均匹配的健康对照组进行百会、四神聪、神门、三阴交等穴位行两周针灸治疗后,行静息状态下的功能磁共振成像扫描,经预处理和后处理计算出全脑DC值图,采用双样本t检验进行组间比较,分别检测PI组与NC组间DC分布图间的统计学差异.[结果]与NC组相比,PI患者DC值减低的脑区主要分布在右侧颞中回、右侧海马、右侧豆状核、双侧海马旁回及左侧楔叶等区域.[结论]基于静息态功能MRI数据的DC分析观察到PI患者在脑区间功能连接改变,DC作为一种新的基于体素水平描述脑网络属性的方法,可能对理解PI神经机制及观察其脑网络属性的改变提供了一个新视角.
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脑疲劳状态的脑功能网络特征分类研究
本文旨在探索大脑疲劳的客观指标,提高脑疲劳状态检测的正确率.通过持续认知任务实验诱发脑疲劳,在脑电数据的基础上,构建了正常态和疲劳态的脑功能网络,利用复杂网络理论计算并分析了正常态和疲劳态的脑功能网络节点特征参数(度、中间中心度、聚类系数和节点平均路径长度),并将其作为支持向量机的分类特征,采用网格搜索法对6重交叉验证下的支持向量机进行参数寻优,实现对所有被试的分类研究.结果表明,将脑功能网络的节点特征参数作为分类算法的分类特征,能够很好地区分正常态与脑疲劳态,可以将该方法用于脑疲劳状态的客观评定中.
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基于脑功能网络的持续注意力生物标记提取
尽管注意力在认知和感知科学中占有重要作用,但是缺少一种简单的方法来衡量一个人的注意力能力.我们定义持续注意力任务下的脑功能网络连接的强度作为预测行为表现的生理学指标.本文采集了14名被试在三种力控制任务中的行为学和脑电数据.通过力的方差和容差乘积的倒数来计算行为学表现评分.通过小波相干的方法对脑电数据构建网络连接,然后将连接矩阵的每条边和行为学评分进行相关分析.线性回归模型将那些显著相关的网络连接组合成生理学指标来预测被试三种力控制任务的行为表现,相关系数均大于0.7.这些结果表明脑功能网络的连接强度可以为持续注意力任务提供一个广泛适用的生物标记.
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持续短阵快速脉冲刺激对情绪加工脑网络影响的研究
本文旨在研究持续短阵快速脉冲刺激(cTBS)干预对情绪加工脑功能网络的影响.我们采用cTBS技术对10名受试者的左前额背外侧皮质(DLPFC)区域进行干预,同时记录干预前后受试者进行情绪面孔性别识别任务时的头皮脑电(EEG)信号,然后采用EEG信号相位同步值来衡量两个脑网络节点间的连接强度,并运用网络效率来描述脑区的信息传递效率.研究结果发现,经由cTBS技术干预受试者脑区,再采用情绪面孔图片刺激后,100 ～ 300 ms时间窗内的EEG信号的p频段的事件相关功率明显增强;不同的情绪图片刺激下,中性和负性情绪图片刺激的EEG信号全局相位同步值比正性情绪刺激下更高;情绪加工脑网络小世界特性增强.综上所述,本文通过研究左侧DLPFC活跃性改变对情绪加工脑网络的影响,初步探索了情绪加工脑网络机制,为以后的情绪加工脑网络研究提供了参考.
关键词： 事件相关谱扰动 持续短阵快速脉冲刺激 脑功能网络 小世界特性 效率
