小世界 2
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讨论
④节点度与中间中心度:
节点度和中间中心度高的脑区均可认为是网络中的枢纽(Hub),在信息
的快速传递中起着重要的中介作用。 SVCI患者多个脑区节点度及中间中心度明显降低,如AMYG、MTG、DCG,
与患者记忆、注意执行及情绪功能密切相关。
SVCI患者节点度增加的区域主要位于皮质下区域,如苍白球及壳核等。 目前认为这种节点属性的增强是对受损脑区的一种代偿。
(2)有皮质下血管特征:局灶的较轻的神经系统体征或脑血管疾病征兆, 头颅MRI上显示白质病变或腔隙性脑梗死。27例SVCI患者根据认知功能损 害程度进一步分为皮质下轻度认知功能损害(SMCI)组20例及皮质下血管性 痴呆(SVaD)组7例。
方法
Control的纳入标准
22名健康受试者为来自SVCI患者的配偶,陪护或志愿者, 他们没有任何的主观认知障碍主诉及客观评分量表 MMSE(Mini-Mental State Examination)评分>27分,
背景
“小世界”网络(small-world network)
标准化的Cp和Lp定义为γ= Cp / Crandom, λ= Lp / Lrandom。 σ=γ/λ>1才认为网络具有小世界属性。
人脑是一个具有高度模态特性的“小世界”网络,同时具备:
① 较高的聚集系数 ② 较短的路径长度
有利于信息的整合和分割,使脑区信息交流能够低能高效的进行
SVCI患者额叶-皮质下环路受累的结果相吻合;
图理论在体素水平给了我们认识SVCI的新途径,为了解SVCI的病理
机制及观察其脑功能网络属性的改变提供了一个新视角。
② 聚集系数:
额颞叶脑区聚集系数的降低导致该脑区间信息处理速度降低,这与既往 有关SVCI患者皮层厚度的研究结果较为吻合。
路径长度:
较短的路径长度有利于空间上分离的脑区之间进行交流,也被认为是认知 功能加工的基础。SVCI患者路径长度在多个脑区明显增加,可能导致区域内和 区域间的功能连接失常,影响了额颞叶环路信息传递,最终致认知功能损害。
成节点,而脑区或体素间的结构 功能连接可看成边。
图1. 网络G(7,9),节点i 的聚集系数Cp
表示为Ci=2e(i)/k(i)[k(i)-1]=0.5。节点i 与j之间的最短路径长度Lp即表示为Lij=2
背景
图2. “小世界” 网络(1998年,Watt 和Strogatz),各图中共有
N个节点,每个节点与邻近K个边相连,图中记为(N=20, K=4)。 “小世界”网络与规则网络一样具有较高的聚集系数,同时与随 机网络一样具有较短的路径长度。
方法
步骤:
1) 病史采集
2) 认知功能及神经心理学评价 3) 磁共振扫描 4)数据处理
数据处理均在MATLAB 7.0平台上进行,采用SPMZ软件包及DPARSFV 软件来完成。
方法
5) 静息状态脑功能网络构建
利用解剖学自动标记模板(ALL)将大脑分成90个脑区,左右半球各45个脑区(即 "节点"),计算任意两个脑区平均时间序列的Persons 相关系数,判断两个脑区间有无 存在"边"。
讨论
⑤模态: 模态反应了全脑局部亚结构的有效信息加工的能力。理论上,较低 的模态性质使机体难以适应复杂的外界环境及体内外的各种变化,本 文中SVCI患者默认网络的模态属性明显降低,不利于对外界环境进行 评价、监控及自省。
Biblioteka Baidu 结论
SVCI患者和正常人群脑功能网络均具有“小世界”属性;
相比正常人群,SVCI患者全脑网络和局部节点参数均有明显改变; 网络节点拓扑属性改变的脑区主要位于额颞叶及皮质下脑区,与
皮质下血管性认知功能损害患者脑小世界网 络及动态功能分布
周霞
孙中武 教授
安徽医科大学第一附属医院神经内科
背
景 方 法 结 果 讨 论
结
论
背景
图理论(Graph theory)
在图理论的分析研究中,一个 复杂网络,看成一个图G,应具 备两个重要的组成要素:节点 (node)和边(edge)。
在脑网络中,脑区或体素可看
背景
图理论网络研究:
网络拓扑属性:聚集系数(Cp)、路径长度(Lp)、效率 (efficiency)、模态(Modularity)
节点拓扑属性:度(degree)、中间中心度
(betweenness centrality)
方法
SVCI的纳入标准
(1)有患者本人或陪护提供的主观认知功能下降,MMSE评分低于正常 人群。
6) 统计学分析
结果
(A)全局效率
(B)聚集系数
结果
(C)路径长度
(D)局部效率
结果
SVCI患者与正常对照组的模态比较明显降低的脑区
结果
(A)节点度
(B)节点中 心中间度
结果
讨论
① 效率: SVCI患者降低的效率及度的脑区主要位于额颞叶及顶叶,而增加的脑区 主要位于皮质下区域,这与既往有关SVCI患者额叶-皮质下环路受累的研究也 相吻合。