认知风格分型的神经基础:静息态fMRI研究
静息态和任务态fMRI在神经精神性狼疮中的研究进展
静息态和任务态fMRI在神经精神性狼疮中的研究进展余洪,邓艳,张玉琴,何茂远,翟昭华*系统性红斑狼疮(systemic lupus erythematosus ,SLE)是一种可累及全身多个脏器的慢性自身免疫性疾病,累及神经系统时称为神经精神性狼疮(neuropsychiatric systemic lupus erythematosus ,NPSLE),高达75%的患者中枢神经系统受累,是引起患者发病和死亡的重要原因[1]。
NPSLE 中枢神经系统症状多种多样,大致分为弥漫性(如认知功能障碍、情绪异常、焦虑、精神病、急性意识模糊等)和局灶性(如头痛、癫痫发作、脱髓鞘综合征、脑血管疾病、运动障碍等)两大类[2],其中又以认知功能障碍、头痛最为常见。
认知功能障碍被认为是患者最常见和最具挑战的临床表现,主要影响注意力、信息处理速度、视觉空间能力和工作记忆等,轻度认知功能障碍可能演变为更严重的认知功能障碍甚至痴呆[3],且容易在临床工作中被忽视,因此许多放射学家致力于利用神经影像学技术对该疾病进行早期诊断并研究其病理生理机制。
NPSLE 的发病机制尚未完全统一,目前认为是多种因素共同作用所致,如自身抗体介导的神经毒性作用,炎性细胞因子的直接作用,微血管病变、抗磷脂抗体引起的血栓性血管病变,鞘内免疫复合物的产生,血脑屏障的破坏以及加速动脉粥样硬化等[4]。
NPSLE 患者死亡率为正常人的10倍,且明显高于无明显神经精神症状SLE (non-NPSLE)患者及其他免疫性疾病患者[5]。
多项研究表明,早期诊断、早期临床干预对于延缓患者神经损伤的进展、改善患者生活质量、延长寿命有重要意义[5-7]。
MRI是目前评估该疾病的重要工具,NPSLE在常规MRI上可有一定的异常表现,但常规MRI对该疾病的早期诊断作用有限,也无法从脑网络水平评估该疾病。
近年来磁共振成像技术发展迅速,尤其是功能性磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,fMRI),为NPSLE的早期诊断及其病理生理机制的研究提供了新思路。
静息态功能磁共振
静息态功能磁共振静息态功能磁共振(Resting-state functional magnetic resonance imaging,rs-fMRI)是一种用于研究大脑神经活动的非侵入性神经影像学技术。
与传统的任务激活性功能磁共振成像不同,静息态功能磁共振不需要被试者执行特定的认知任务,而是在被试者松弛状态下,记录大脑在静息状态下的神经活动情况。
本文将探讨静息态功能磁共振技术的原理、应用和局限性。
静息态功能磁共振技术基于大脑的自发神经活动。
即使在被试者休息状态下,大脑的神经元仍然会不断地进行自发性活动,形成所谓的“静息态网络”。
这些网络包括默认模式网络(DMN)、前脑网络、感觉运动网络等。
静息态功能磁共振通过测量大脑不同区域的血氧水平变化,可以揭示这些静息态网络之间的相互连接和功能关系,为研究大脑功能提供了新的视角。
静息态功能磁共振在神经科学研究中具有广泛的应用。
首先,它可以用于研究大脑的功能连接和网络结构,揭示不同脑区之间的信息传递路径和调控机制。
其次,静息态功能磁共振还可以用于疾病诊断和治疗监测。
许多精神疾病如抑郁症、焦虑症等都与大脑功能网络的异常有关,静息态功能磁共振可以帮助医生更好地理解这些疾病的病理机制,为个体化治疗提供依据。
然而,静息态功能磁共振也存在一些局限性。
首先,由于大脑的自发神经活动受到许多因素的影响,如心理状态、环境因素等,因此静息态功能磁共振的测量结果具有一定的不稳定性。
其次,静息态功能磁共振无法直接测量神经元的电活动,只能通过血氧水平变化间接地反映神经活动情况,因此在解释结果时需要谨慎。
总的来说,静息态功能磁共振作为一种新兴的神经影像学技术,在研究大脑功能和疾病机制方面具有重要意义。
随着技术的不断发展和完善,相信静息态功能磁共振将在神经科学研究和临床实践中发挥越来越重要的作用,为人类认识大脑、治疗疾病带来新的希望。
愿静息态功能磁共振技术能够为人类健康和幸福作出更大的贡献。
静息状态下脑功能连接的磁共振成像研究
静息状态下脑功能连接的磁共振成像研究1. 本文概述本文旨在系统地探讨静息状态下脑功能连接的磁共振成像(Restingstate Functional Magnetic Resonance Imaging, rsfMRI)研究,这一领域近年来已成为认知神经科学与临床神经影像学研究的核心议题之一。
静息态功能成像是通过监测大脑在无特定任务指令下自发性神经活动的时空模式,揭示内在的脑网络组织及其动态变化,对于理解大脑的正常功能架构、疾病发生机制以及个体差异提供了独特视角。
本文首先概述rsfMRI的基本原理,包括其依赖的血氧水平依赖(Blood Oxygen Level Dependent, BOLD)信号以及如何利用这一信号反映神经元活动引起的局部血液动力学变化。
接着,我们将详细介绍静息态脑功能连接的主要分析方法,如种子点分析、独立成分分析(Independent Component Analysis, ICA)、图论网络分析等,阐述这些方法如何从不同层面揭示大脑区域间的时间同步性和功能集成性。
默认模式网络(Default Mode Network, DMN):作为最早识别且最为人所知的静息态网络,DMN涉及后扣带回皮层、楔前叶、外侧顶叶及内侧前额叶皮层等多个脑区,其在静息状态下表现出高度的内在连通性,并与自我参照思维、记忆检索、情感调控等高级认知功能密切相关。
我们将回顾DMN的结构特征、功能属性及其在健康和疾病状态下的变异规律。
其他关键网络及其功能:除DMN之外,静息态研究还揭示了多个具有特定功能特性的脑网络,如执行控制网络、感觉运动网络、视觉网络等。
本文将概述这些网络的组成、功能角色以及它们在静息态下与其他网络的交互关系。
静息态功能连接的临床应用:探讨rsfMRI在诊断、预后评估及治疗监测中的价值,特别是在神经精神疾病(如阿尔茨海默病、帕金森病、精神分裂症、抑郁症等)、脑损伤(如创伤后应激障碍、中风等)以及发展障碍(如自闭症谱系障碍)等领域的研究成果。
静息态fmri时间序列的频率
静息态fmri时间序列的频率静息态(resting state)功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,fMRI)是一种用于研究大脑活动的非侵入性方法。
而静息态fMRI时间序列的频率则是指在静息态下,大脑神经元活动的变化频率。
本文将深入探讨静息态fMRI时间序列的频率,并分析其在神经科学研究中的重要性和应用。
1. 静息态fMRI时间序列的定义和特征静息态fMRI是一种在被试者静息、没有进行特定任务的情况下记录下的磁共振成像数据。
该数据能够反映大脑内部神经元的自发活动。
静息态fMRI时间序列是指在一段时间内,记录下大脑各个区域信号的变化情况。
2. 傅立叶变换与静息态fMRI时间序列的频率傅立叶变换是一种将时域信号转换为频域信号的数学工具。
对静息态fMRI时间序列进行傅立叶变换可以得到其频域表达。
频率谱图显示了不同频率成分在时间序列中的贡献程度。
3. 频率的分类和解释频率可分为低频(<0.1 Hz)、中频(0.1-0.25 Hz)和高频(>0.25 Hz)三种。
低频成分主要来自于神经元的自发活动和神经元间的功能连接;中频成分则主要反映了大脑局部区域的神经元活动;而高频成分可能与脑血流动力学等机制相关。
4. 静息态fMRI时间序列的频率与脑网络的关系静息态fMRI时间序列的频率与大脑中的脑网络密切相关。
脑网络是由连接在一起的神经元组成的复杂网络,它们在不同的频率上表现出不同的功能连接模式。
研究发现,低频成分反映了大脑远距离功能连接的特征,而中频成分则更多地涉及到局部区域之间的功能连接。
5. 静息态fMRI时间序列的频率在神经科学研究中的应用静息态fMRI时间序列的频率在神经科学研究中有着广泛的应用。
通过对频率的分析,可以探究大脑在静息时的自发活动模式,进而揭示大脑的功能网络结构。
静息态fMRI时间序列的频率分析可以用于研究神经精神疾病的发病机制,例如注意力障碍、抑郁症等。
基于静息态fMRI的功能连接分析方法的研究
析,低频振幅分析等。多种分析方法相结合,可以从 不同的角度度量脑区信息,所得结果将更加精确。
18
谢谢!
19
Hale Waihona Puke • 将为脑功能连接在脑疾病上的分析研究做铺垫,并为相关
研究提供一定的参考。
4
二 整体框架
基 于
1. 阅读文献,深入了解课题内容,
静
搜集目前已有的各种功能连接算法
息
态
2.搜集实验数据并完成数据的预处理
功
能 连
3.算法研究及实现
接
算 法
4.实验结果数据分析
的
研
5.总结展望
究
5
三 研究成果
3.1 相关概念及算法
7
相关系数
相关分析探讨的是两个变量之间的关联关系,这里就是 探讨两个脑区时间序列之间的相关关系以及相关程度。相 关程度一般用相关系数 r 来衡量。相关系数r表达两种信息: (1)数值表示大小,衡量脑区与脑区之间功能连接的强弱, 其绝对值越大代表相关程度越强。 (2)符号表示方向,正值表示正相关,负值表示负相关。
• 1.静息态信号(BOLD-fMRI信号)的原理; • 2.静息态功能磁共振成像数据的分析
方法
• 3.功能连接的理解; • 4.功能连接分析方法的研究;
6
功能连接度量方法
基于模型 驱动方法
相关分析 相干分析 偏相关分析 互信息分析 等
基于数据 驱动方法
主成分分析 独立成分分析 模糊聚类分析 层次聚类分析
中文名称 Labels Abbr.
coordinates
x(mm) y(mm) z(mm)
后扣带回 35
脑小血管病所致认知障碍的静息态fMRI研究进展
脑小血管病(cerebral small vessel disease,CSVD)是临床常见的一类年龄相关脑血管疾病,是由各种因素影响脑内小动脉、微动脉、毛细血管、微静脉和小静脉导致的一系列临床、影像、病理综合征。
随着人口老龄化的加速,CSVD的发病率和相关并发症日益增加,对公共卫生系统构成了重大挑战[1]。
CSVD 的临床表现多样,包括认知功能障碍、情感障碍、步态障碍等,但早期症状往往无特异性,多依靠影像学检查诊断[2]。
CSVD是血管性认知障碍(vascularcognitive impairment,VCI)最常见的病因,约25%的脑卒中和45%的痴呆由其引起[3]。
CSVD影像学表现主要包括近期皮质下小梗死、腔隙性脑梗死、脑白质高信号(white matter hyperintensity,WMH)、脑微出血、血管周围间隙、脑皮质表面铁沉、脑萎缩和皮质微梗死[4]。
近年来,静息态功能磁共振成像(resting-state functional magnetic resonance imaging,rs-fMRI)作为一种非侵入性神经影像学技术,具有无辐射、易获取、可重复性强、时间和空间分辨力高的优点,在CSVD 的诊断和研究中展现出巨大潜力[5]。
通过分析大脑在静息状态下的自发神经活动,rs-fMRI能够揭示CSVD患者大脑功能网络的改变,这些改变与CSVD 的多种临床表现密切相关,为理解CSVD的病理生理机制提供了新的视角[6-7]。
本文旨在综述rs-fMRI在CSVD研究中的应用进展,探讨其在识别脑功能改变、评估病情进展和研究病理机制方面的价值。
1 rs-fMRI的基本原理BOLD-fMRI是一种能够基于大脑不同功能区域的血流动力学变化来获取大脑活动图像的技术。
当激活区域的脑血流改变时,血氧水平及氧合血红蛋白与脱氧血红蛋白的相对比例发生变化,导致相应区域的信号变化[8]。
通过相关数据处理,可绘制出反映不同功能状态的大脑地图[9]。
静息态功能核磁共振
静息态功能核磁共振静息态功能核磁共振( Resting-state functional magnetic resonance imaging,fMRI)是现代神经影像学中的一种重要技术,它可以非侵入性地检测脑活动的变化与区域间的网络连接,并且不需要进行活动干扰或任务刺激。
近年来,这种技术得到了广泛的应用,在神经科学、心理学、精神疾病学、康复医学等多个领域中取得了一些重要的研究成果。
静息态功能核磁共振的原理基于血氧水平依赖性(BOLD)效应,它可以检测大脑血流量和氧气代谢率的变化。
这种技术使用了强大的磁场和无害的无线电波,可以对脑内各个区域进行定量和非侵入性的测量和影像化,从而观察到神经元活动带来的能量需求变化。
然而,这种技术主要关注的是静态时刻下的脑区关系,而被动和主动任务的影响使其成像更具说服力。
静息态功能核磁共振技术可以用于研究大量的神经功能,如学习和记忆、情绪调节、意识与无意识过程、社会互动等。
神经科学家可以使用这种技术研究广泛的主题,如认知控制、感官加工、决策制定等。
据研究表明,静息态功能核磁共振技术可以通过分析脑区活跃性的相关程度,进一步了解不同脑区域之间的传递网络和联系。
通过定义分区的方法,这种技术可以研究脑的整体网络,探讨大脑的功能组织和动态变化,还可以评估大脑的某些复杂疾病,如阿兹海默病、帕金森病、自闭症、精神分裂症等,从而为诊断、治疗和预防这些疾病提供基础研究。
静息态功能核磁共振的优点在于它不需要与参与者的互动或者任务,这就排除了任务潜在的错误因素,使得检测结果更加可靠和准确。
同时,这种技术的无创性和非侵入性也使得它广泛应用于临床研究中。
尽管目前仍然存在一些限制和挑战,如脑活动噪声、样本大小、测量可靠性和统计模型等问题,但随着技术的进步和成熟,这些问题将得到更好的解决。
总之,静息态功能核磁共振技术是一种可靠、高精度、非侵入性的神经影像技术,能够探寻脑区之间的关系,提供对脑功能特征的深入理解,为破解一些加密的认知和神经疾病提供新的方法论和手段。
帕金森病认知障碍的静息态fMRI研究
的静息态 f M R I 研 究 能 为该 病 的 预 防 、 及 时 诊 断 和治 疗 提 供 理 论 指 导 。
【 关键词 】 帕金森痴呆 ; 静息态 ; 功 能 磁共 振成 像 ; 神 经 网 络拓 扑 结 构 D O h 1 0 . 3 8 7 4 / j . i s s n . 1 6 7 4 — 1 8 9 7 . 2 0 1 3 . 0 6 . Z 0 6 0 1
d e v e l o p me n t o f t h e r e s t i n g s t a t e f u n c t i o n a l MR I ( f MR I ) t e c h n i q u e , t h e c a u s e o f P D p a t i e n t s w i t h c o g n i t i v e d y s f u n c t i o n ma y b e
a s s o c i a t e d wi t h t h e d a ma g e f o f u n c t i o n a l c o n n e c t i v i t y o f t h e mo t o r n e t w o r k s a n d t h e c o g n i t i v e n e t wo r k s . T h e r e l a t i o n s h i p b e t we e n n e u r o p a t h o l o g i c me c h a n i s m o f P D p a t i e n t s wi t h c o g n i t i v e d y s f u n c t i o n a n d i mp a i r e d c o g n i t i v e c i r c u i t s wi l l b e d i s c l o s e d b y b u i l d i n g t h e c h a n g e s o f b r a i n t o p o l o g i c a l s t r u c t u r e i n p a t i e n t s .T h e r e s t i n g s t a t e f MRI s t u d y c a n p r o v i d e t h e r a t i o n a l e f o r p r e v e n t i o n , d i a g n o s i s a n d t r e a t me n t o f P D.
静息态fMRI功能连接分析方法的研究与应用
c o l l e c t i o n o f 2 8 h e a l t h y s u b j e c t s a n d 3 8 p a t i e n t s w i t h d e p r e s s i o n .I t n o t o n l y i n c l u d e s c r o s s — c o r r e l a t i o n
对照组的显著异常,通过这些异常的指标作为特征进行模 式分类,对于建立抑郁症诊疗的影像 学指 标起 到 了一定 作 用,从 而 可以更好 地辅助 抑郁 症 临床诊 断和 疗效评判 。
关键词 :静息 态功 能磁共 振成像 ;功能 连接 ;模 型驱 动 ;时频域分 析 ;分类 ;抑 郁症
S t ud y a n d a p p l i c a t i o n o f f u n c t i o n a l c o n n e c t i v i t y - a n a l y s i s
耳甲电针治疗轻度认知障碍脑机制静息态fMRI研究的试验方案
轻度认知障碍(mild cognitive impairment ,MCI )是一种介于正常衰老与痴呆之间的状态。
2021年,WHO 发布的《公共卫生领域应对痴呆症全球状态报告》显示,2019年全球约5500万痴呆患者,预计到2050年,将达1.39亿,其中主要为阿尔茨海默病患者[1]。
MCI 是阿尔茨海默病的临床前或前驱阶段[2],治疗MCI 对延缓其向阿尔茨海默病进展非常必要,特别是对中、低收入国家获益更大[3]。
但目前尚无明确证据支持MCI 的药物治疗,胆碱酯酶抑制剂、维生素E 等药物不推荐用于治疗MCI [4]。
越来越多证据表明,非药物治疗方法可能对改善认知功能有作用[5-7]。
但目前耳甲电针[经皮耳迷走神经刺激术(transcutaneousauricular vagus nerve stimulation ,taVNS )]用于认知调节的研究较少且治疗机制不明。
因此,本研究旨在设计一个试验方案,探究taVNS 治疗MCI 的机制。
1试验设计1.1病例收集从首都医科大学宣武医院神经内科,中国中医科学院广安门医院老年门诊、针灸科门诊,以及北京慈爱嘉养老服务有限公司负责管理的50家社区居家养老服务中心招募40例MCI 患者。
基线评估后,独立统计学家使用SAS 9.4产生随机数,将患者随机分配为2组,即taVNS 组和假taVNS 组各20例。
治疗将根据招募顺序使用密封信封分配。
同时招募20例性别、年龄、受教育程度与MCI 患者相匹配的健康志愿者为对照组。
本研究为taVNS 治疗MCI 机制的探索性研究,根据脑功能成像既往研究经验[8]和《针灸影像学》[9]的建议,临床样本量每组20例可达到统计学分析的要求。
因此,本研究3组均排除头动过大、本人自愿退出等不可预知因素导致剔除者,观察24周。
DOI :10.3969/j.issn.1672-0512.2022.01.005[基金项目]北京市自然科学基金面上项目(7212191);科技部重点研发项目(2018YFC1705802);国家自然科学基金面上项目(81774433,82174282);中国中医科学院科技创新工程(461092)。
静息态fMRI在神经精神疾病中的研究进展
【 关键词】 静息态 ; 功能磁共振成像 ; 脑功能 ; 神经精神疾病 ; 进 展 D O h l 0 . 3 8 7 4  ̄ . i s s n . 1 6 7 4 — 1 8 9 7 . 2 0 1 5 . 0 2 . Z 0 2 0 1
Re s e a r c h p r o g r e s s o f r e s t i n g - s t a t e f MR I s t u d y i n n e u i s e a s e s J I A N G L i n 一 . Z HA N G T i j i a n g .
n o l o g y , r s — f MRI h a s b e c o me a n e f f e c t i v e t o o l or f t h e s t u d y o f b r a i n f u n c t i o n , a n d i t s c l i n i c a l a p p l i c a t i o n h a s b e e n g r a d u a l l y e x p a n d e d . T h i s a ti r c l e a i ms a t ma k i n g a n o v e r v i e w a n d e v a l u a t i o n a b o u t i t s t e c h n i c a l p r i n c i p l e , me t h o d a n d c l i n i c a l a p p l i c a — t i o n i n n e u r o p s y c h i a t r i c d i s e a s e s .
c h i a t r i c d i s e a s e s a n d e v a l u a t i n g t h e r a p e u t i c e f f i c a c y . I n r e c e n t y e a r s , w i t h t h e r a p i d d e v e l o p me n t o f i ma g e d a t a a n a l y s i s t e c h —
针刺治疗轻度认知功能障碍的静息态fMRI研究进展
•94•中国中西医结合影像学杂志2018年1月第16卷第1期综述针刺治疗轻度认知功能障碍的静息态fMRI研究进展韦懿宸S邓德茂2(1.广西中医药大学研究生学院,广西南宁530000;2.广西中医药大学第一附属医院放射科,广西南宁530000)[摘要]轻度认知障碍(MCI)是处在正常老龄化和痴呆间的一个移行状态,可进展为阿尔兹海默病,给社会和家庭带来沉重 负担。
针刺作为中医的重要治疗手段,其疗效已在国际上得到认可,且已用于MCI的治疗。
然而,针刺治疗MCI的机制尚未阐明。
静息态M RI作为一种无创、无辐射的影像学检查方法,可显示患者早期的脑功能变化及治疗的中枢响应,已用于MCI的早期诊断及针刺滄:疗机制的研兖。
现就盡于静息..态_iMRI的MCI诊断及;其针刺治疗_疵究进行綜述.^[关键词]针刺疗法;轻度认知功锻障碍;静暮.态功能磁共振成像;综述轻度认知功能障碍_(:mild cognitive impairment, MCI)是一种发生在老年人群中的综合征,是介子IE 常老龄化和痴呆之间的移行状态t l],可进展为阿尔兹 海默病(Alzheimer disease,AD),给社会和患者家庭 带来沉重负担。
统计资料显示,全世界约2 660万 A D患者,而这一数值预计在未来20年内将倍増,预计到2050年发病率为1/85。
我菌每年约6.53%的M C I转化为A D,而普通老年人每年仅1.24%进展 为A D[3],我国60岁以上M C I患:者的发病率高达 12.78#%中晚期A D的疗效欠佳早期甲预和治疗 MCI,可防止或延缓A D的发生^从而提高患者生活 质量,减轻家庭及社会负担&因此,尽早识别M C I并 早期治疗意义重大。
针刺作为中医的重要治疗手段,其疗效已在国际 J:得到认可s已用于1M C I的治疗。
但针刺治疗M C I的机制尚未阐明〇静息态fM R I(resting^tate fupctional magnetic resonance imaging s Rs-fM R I)f^ 为.一■种无创、无辐射的影像学检查方法,可显示患者早期的脑功 能变化及治疗的中枢响应,已用'于M C I的早期珍断 及针刺治寮机制的研究。
偏头痛静息态fMRI的研究进展
偏头痛静息态fMRI的研究进展偏头痛的神经影像学研究使得人们对偏头痛病理机制的认识由纯粹的血管假说转变为神经血管假说再到目前的中枢神经系统理论。
基于干预程序单一、干扰因素少、易于对照等优点,静息态fMRI技术已成为探索偏头痛中枢机制的研究热点。
本文从静息态fMRI不同分析方法对偏头痛的研究进展进行综述。
[Abstract] Neuroimaging studies of migraine have led to the understanding of the pathogenesis of migraine from pure vascular hypothesis to the hypothesis of neural vessels to the current theory of central nervous system.Based on the advantages of single intervention program,less interference factors,easy to control and so on,the resting state fMRI technology has become a research central hot spot to explore the mechanism of migraine.In this paper,the research progress of migraine with different methods of resting state fMRI is summarized.[Key words] Migraine;Resting state;Functional magnetic resonance imaging;Summary偏头痛是一种反复发作的一侧或双侧搏动性疼痛,其疼痛剧烈、反复发作、迁延难愈,且普遍存在睡眠障碍,给患者的日常生活及学习工作造成了严重不良影响[1],WHO已将其归为功能性致残疾病[2]。
人脑静息态fMRI信号局部一致性的年龄效应研究
【 Abstract】 Objective To explore the normal aging characteristics of the regional homogeneity ( ReHo) of the brains of healthy adults in the resting state, which could provide a new characteristic parameter for aging assessment. Methods We studied resting⁃state functional magnetic resonance imaging from international consortium for brain mapping. Applying the preprocessed images, the ReHo of the gray matter in whole brain was obtained, and then compared between the older and younger adult groups with gender as a covariate. Results The significantly decreased ReHo were localized in the hippocampus, the thalamus, the superior temporal gyrus, the opercular part of inferior frontal gyrus, the middle occipital gyrus, the superior frontal gyrus, the superior occipital gyrus and postcentral gyrus. And we found that ReHo was significantly increased in amygdala, lingual gyrus and anterior cingulate & paracingulate gyri for aged subjects .Conclusions The ReHo within specific brain functional regions have significant differences between the older and younger adult groups, which can be regarded as a characteristic parameter for normal aging.
静息态fMRI在脑功能皮质定位及脑功能重塑中的应用研究
静息态fMRI在脑功能皮质定位及脑功能重塑中的应用研究第一部分静息态功能磁共振在脑肿瘤术前语言皮质定位中的研究目的:静息态功能磁共振(Resting-state functional magnetic resonance imaging,R-fMRI)是目前进行脑功能定位的新技术。
本研究旨在探讨R-fMRI技术在脑肿瘤术前语言皮质定位中的应用价值。
方法:12例主侧半球脑胶质瘤患者行术前R-fMRI扫描,结合语言任务态功能磁共振成像(Language functional magnetic resonance imaging, L-fMRI)定位脑语言皮质,采用唤醒开颅结合术中直接皮质电刺激(Direct cortical stimulation, DCS)技术记录语言阳性位点,将这些位点记录到MRI结构像上,以DCS阳性位点周围10mm×10mm范围和功能磁共振显示的功能区有明显交集认为是匹配。
对每一例患者,在骨窗范围内每一10 mm×10mm范围为单位,进行点对点比较,独立地记录结果,以DCS语言阳性位点为标准,验证R-fMRI和L-fMRI在术前定位语言皮质的敏感度和特异度,绘制受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic curve, ROC曲线),计算曲线下面积。
同时,计算将R-fMRI和L-fMRI两种fMRI结合定位语言皮质的敏感度和特异度。
结果:成功利用DCS对12例患者进行语言皮质定位。
对12例患者均进行了R-fMRI的扫描并对其进行了数据分析,得到R-fMRI 定位语言皮质的敏感度和特异度分别为47.7%和95.3%。
由于2例患者不能配合完成L-fMRI的扫描,10例患者的L-fMRI数据得到采集和分析,与相对应的DCS 刺激位点进行比较,得到L-fMRI定位语言皮质的敏感度和特异度分别为34.3%和88.1%。
R-fMRI的ROC曲线下面积为0.69, L-fMRI的ROC曲线下面积为0.61。
[转载]静息态fMRI、DTI、VBM
[转载]静息态fMRI、DTI、VBM一、简介1、静息态fMRI数据处理学习内容BOLD-fMRI技术自1990年发明至今,已经成为研究人脑功能的不可替代的手段。
但20年来,除了少数单位将BOLD-fMRI用于协助脑病变术前功能定位,基本上未用于临床实践。
近几年来,由于数据分析方法的进步,静息态fMRI正在被越来越多地用于临床基础研究。
与PET或SPECT相比较,静息态fMRI有较好的时间分辨率、不需要注射放射性药物;与EEG相比,静息态fMRI有较好的空间分辨率;与任务状态fMRI相比较,静息态fMRI简单方便、可重复性好。
这些优点,使得静息态fMRI具有较好的临床应用前景。
静息态fMRI已经被用于各种神经精神疾病的研究,如癫痫、Parkinson 氏病、Alzheimer氏病、精神分裂症、抑郁症、儿童注意缺陷多动障碍、创作后应激障碍、自闭症以及脑肿瘤的术前功能定位等等。
事实上,所谓静息态(resting-state),只是状态(states)的一种而已,研究者可以根据自己的需要,设计各种各样的状态(states),比如情绪激发状态、成瘾者的渴求状态、针灸的“得气”状态等等。
这几种特殊的状态,往往不适合用传统的block设计或事件相关设计。
这种状态fMRI(state-fMRI)可以大大拓宽实验设计的范式。
State-fMRI数据处理,与传统的block设计或事件相关设计的数据处理也有很大不同。
除了脑疾病研究,Resting-state-或state-fMRI也正在被越来越多地用于认知科学的研究以及针灸的研究,甚至被用于神经系统之外的研究,如肝、肾、四肢等。
本部分主要内容包括:1) 使用REST DICOM Sorter整理原始数据。
2) 使用SPM对数据进行预处理。
3) 使用REST对数据进行去线性趋势、滤波等操作,以及使用REST进行Functional Connectivity (FC),Regional Homogeneity(ReHo),Amplitude of Low-Frequency Fluctuation (ALFF)和Fractional ALFF (fALFF)计算。
基于静息态fMRI研究低频rTMS治疗卒中后痉挛性偏瘫的脑网络机制
基于静息态fMRI探究低频rTMS治疗卒中后痉挛性偏瘫的脑网络机制关键词:静息态fMRI; rTMS;卒中后痉挛性偏瘫;脑网络机制;运动控制网络。
引言:卒中后痉挛性偏瘫是一种严峻的神经系统疾病,患者表现出面部、上肢、下肢的单侧肌肉痉挛和无力。
目前,常规的治疗方法包括物理疗法、药物、手术等。
然而,这些治疗方法的有效性和可持续性仍存在争议和局限性。
近年来,低频重复经颅磁刺激(rTMS)作为一种新型的治疗方法在临床上得到了广泛应用。
探究表明,低频rTMS在改善卒中后痉挛性偏瘫方面具有一定的治疗效果。
然而,其治疗机制仍不极其清晰。
材料与方法:本文接受前瞻性随机双盲比较试验设计,将31名卒中后痉挛性偏瘫患者分为两组:低频rTMS组和假治疗组。
治疗过程分为四周,每周5天,每天20分钟。
低频rTMS组在额叶对侧皮质和小脑皮质区域进行持续低频(1Hz)刺激。
假治疗组接受相同时间的假刺激。
治疗前和治疗结束后,全部患者均进行fMRI扫描。
接受静息态fMRI技术,在治疗前和治疗结束后,得到了fMRI影像数据。
使用基于图论的方法对脑网络进行分析。
结果:本探究结果显示,低频rTMS治疗改善了患者的运动功能(Fugl-Meyer运动评分从30.5±4.3提高至56.8±5.1),表明了其对卒中后痉挛性偏瘫的治疗效果。
在脑网络水平上,我们在低频rTMS治疗组中发现了功能重建和脑网络再现现象。
此外,我们还发现,低频rTMS治疗组和假治疗组在基线水平上的脑网络毗连强度没有明显差异,但在治疗结束后,两组之间的差异显著,表明低频rTMS可以通过影响脑网络毗连来实现其治疗效果。
谈论:本探究表明,低频rTMS治疗在改善卒中后痉挛性偏瘫患者的运动功能方面具有潜力。
我们的神经成像数据确认了低频rTMS对脑网络机制的影响,表明该技术可能通过改善脑网络毗连来实现其治疗效果。
然而,我们的探究仅在受试者的小样本中进行,需要在更大的样本和不同的病人人群中进行更深度的探究。
正常儿童认知发展及临床应用的静息态fMRI研究的开题报告
正常儿童认知发展及临床应用的静息态fMRI研究的开题报告一、研究背景静息态功能磁共振成像(rsfMRI)是一种用于研究脑功能的非侵入性技术。
通过rsfMRI可以探究脑的静息状态下各区域的神经活动情况,揭示脑功能的组织结构和网络特征。
目前,rsfMRI已经成为神经科学领域中研究人类认知和心理疾病的重要工具。
儿童认知发展是神经科学研究中的一个重要领域,从新生儿期到成年期,儿童的认知能力呈现出显著的动态变化。
过去的研究已经揭示了儿童认知发展与脑结构和功能的密切相关性,如静息态fMRI技术可以用于研究儿童认知发展过程中大脑区域的功能连接性、网络拓扑特性等方面。
此外,静息态fMRI技术还可以用于研究儿童神经发育障碍、自闭症等心理疾病的发病机制和治疗方法,具有非常广泛的临床应用价值。
二、研究目的本研究旨在探究静息态fMRI技术在儿童认知发展研究中的应用,通过分析正常儿童的fMRI数据,揭示脑区连接性和网络拓扑特征在儿童认知发展过程中的变化规律,为深入理解儿童神经发育机制和相关疾病的发病机制提供重要的参考。
三、研究方法1.对象招募:招募50名正常儿童,年龄范围为6-12岁,无神经系统或心理疾病史。
2.fMRI数据采集:使用3T磁共振成像仪采集儿童静息态fMRI数据,采集时尽可能降低儿童的恐惧和不适感觉。
3.fMRI数据预处理:采取标准的图像处理技术,包括头动量校正、空间滤波、切片时序校正、去除头部结构等。
4.静息态fMRI数据分析:使用Resting-State fMRI Data Analysis Toolkit(REST)进行数据分析,主要包括:脑区间的相干性分析、脑区间的功能连接性分析、网络拓扑特性分析等。
5.数据统计分析:使用SPSS软件对数据进行统计分析,采用t检验、方差分析等方法进行比较,探究不同年龄段之间的脑区连接性和网络特征的差异。
四、研究意义本研究期望通过静息态fMRI技术揭示正常儿童脑区间的功能连接性和网络拓扑特性在认知发展过程中的动态变化规律,为深入理解儿童神经发育机制和相关疾病的发病机制提供重要的参考。
静息态fMRI显示DMD脑异常功能区及其与认知障碍的相关关系的开题报告
静息态fMRI显示DMD脑异常功能区及其与认知障
碍的相关关系的开题报告
题目:静息态fMRI显示DMD脑异常功能区及其与认知障碍的相关
关系
背景:
肌肉萎缩症Duchenne型(DMD)是一种极具破坏性的肌肉疾病,
通常在儿童时期发生。
该疾病由于Dys基因缺失导致肌体内的肌肉蛋白
质无法形成,从而导致肌肉萎缩和肌无力等症状。
DMD病人在肌肉萎缩外,还经常伴随着认知障碍和行为异常等问题。
对于DMD病人脑损伤和认知障碍的研究已经得到了越来越多的关注,然而,目前对于DMD病人大脑结构和功能上的变化的研究还比较有限。
研究内容:
因此,本研究旨在通过静息态fMRI技术,探究DMD病人与正常人
脑回路网络结构的差异。
并进一步探讨DMD病人的脑异常功能区是否与认知障碍相关。
研究方法:
本研究将使用50名DMD病人和50名正常人作为对照组。
通过静息态fMRI技术进行脑成像,利用数据处理软件对脑图像进行处理和分析,进一步研究DMD病人脑网络结构上的差异。
研究意义:
本研究的意义在于:通过静息态fMRI技术,揭示DMD病人与正常
人的脑网络结构的差异,进一步探讨DMD病人的脑异常功能区是否与认知障碍相关,为肌肉萎缩症Duchenne型的临床治疗提供新的思路。
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K l e i m a n 。S e i f r i t z & N e u h o f 2 0 1 4 ) 近 年 来 ,脑
成像研 究 结果 也从 另一 侧 面为认 知 风格 理论 提供 了
实验依据 ( F o e q u a e r t ,S t e v e n — Wh e e l e r ,V a n n e s t e ,
Be n n e t t ,Ami n o f,& Ma y e r ,2 0 1 2 ; Kr a e me r , Ha mi l —
心 理 与行 为 研 究 2 0 1 5,1 3 ( 3 ) :3 2 0 ~ 3 2 7
S t u d i e s o f P s y c h o l o g y a n d B e h a v i o r
认知风格 分型 的神 经基础 :静息态 f MR I 研究 : l =
自A l l p o r t 于 1 9 3 7年 提 出后 即受 到 了广 泛 的关 注 从 上 世 纪 末 开 始 .认 知 风 格 理 论 逐 渐 呈 现 整 合 趋
势 。 其 中 ,R i d i n g等 人 的 认 知 风 格 两 维 度 理 论
( R i d i n g ,1 9 9 1 ;R i d i n g& C h e e ma ,1 9 9 1 ;R i d i n g ,
摘 要 认 知 风 格 是个 体 习惯 性 的加 工 偏 好 。行 为 研 究 和任 务 态 的 功 能 成 像 研 究 已为 认 知风 格分 型 理 论 提 供 了丰
富 的 依 据 .但 关 于个 体 安 静 无 任 务 状 态 下 的脑 活 动 是 否 也 能 表 现 出认 知 风 格 上 的 差 异 仍 知 之 甚 少 本 研 究 使 用 静
事 物 问 的联 系 .而 分析 型个 体则 主要 关注 事物 自身
的特 点 和 属性 ( U s k u l e t a l 2 0 0 8 ) 在此 基 础 上 .
整体 型 和分析 型认 知风 格在 认知 过程 中会表 现 出不
Wa l t e r , &
Da s s o n v i l l e 2 0 1 1 : Mi l l e r , D o n o v a n ,
杨 楠 1 叶卓尔2 林 依 3 高宏巍 黄 平3 林慧妍5许 欢1 马军朋1 金 花 , 3
( 1 天 津 师 范 大 学 心 理 与 行 为 研究 院 , 天 津 3 0 0 0 7 4 ) ( 2 世 纪 龙信 息 网络 有 限责 任 公 司 2 1 e n . c o i n ,广 州 5 1 0 6 3 0 )
Do n n a d i e u ,2 0 1 1 ;Ko z h e v n i k o v 。Yu & B l a z h e n k o v a , 2 0 1 3 ; S h o s h i n a , & S h e l e p i n , 2 0 1 3 ; Ri s k i n d ,
Do r o n, & Pl a t e k, 20 1 0; Da ma r l a , e t a 1 . 2 0 1 0 ;
1 9 9 7 ;R i d i n g& R a y n e r 1 9 9 5 ) 是较 受 关 注 和发 展 得 较 为成熟 的理 论 整体 型认 知 风格 个体 主要 关注
( 3 华 南 师 范 大 学 心理 学 院 ,广 州 5 1 0 6 3 1 ) ( 4 南 海 信 息 技 术 学 校 ,佛 山 5 2 8 2 2 5 )
( 5 I n s t i t u t e o f Me d i c a l P s y c h o l o g y a n d S y s t e m s N e u r o s e i e n c e ,U n i v e r s i t y o f Mu e n s t e r ,Mu e n s t e r ,G e r m a n y )
任 务 下 个 体 的脑 活 动 也 可 能 表 现 出认 知 风格 上 的差 异
关键 词 整 体 型 认 知 风 格 ,分 析 型认 知 风 格 ,静 息 态 f MR I .小 脑 。
分类号 B8 4 8
1 前 言
认知 风格 是个 体 习惯性 的加 工偏 好 .是人 类在
心 理过 程 中表 现 出来 的认 知倾 向 ( A l l p o r t ,1 9 3 7 ) .
众 多行 为学 研究 已证 实认 知 风格 存在 个体 差异 性 ,且 受 各类 因 素 ( 如:文 化背 景 、家庭 结 构 、专 业学 科等 )的影 响 ( R i t t s e h o f ,2 0 1 0 ;A l l o w a y B a n .
n e r ,& S mi t h ,2 01 0; Bo uv e t , Ro u s s e t , Va l d o i s , &
息态功能磁共振 ( f MR I )技 术 ,以 在 校 大 学生 为研 究 对 象 .以 较 为 严 格 的 标 准 使 用 认 知 风 格 分 型 任 务 分 离 出 整 体
型 和 分 析 型 认 知 风 格被 试 .通 过 分 析 两 组 被 试 局 部 脑 活 动 的 一致 性 和 整 体 脑 活 动 的功 能 连 接 性 .考 察 了 静 息 条 件 下 认 知 风 格 分 型 的 神 经 基 础 结 果发 现 ,不 同认 知 风格 群 体 的 脑 局 部 和 整 体 活 动 均 可 能存 在 差 异 个 体 越 偏 向分 析 型 认 知 风 格 ,左 N A , 脑 的 激 活越 强 ;左 侧 小 脑 与 双侧 大脑 的 功 能 区 有 更 强 、更 广 泛 的 连接 结 果 提 示 ,安 静 无