静息状态脑功能网络的研究及应用

ＩＳ Ｓ Ｎ １６７３ －８２２５ Ｃ Ｎ ２１－１５３９／Ｒ ｗ ｗ ｗ ．ｚｇｌｃｋｆ．ｃｏｍ ｋｆ２３３８５０８３＠ ｓｉｎａ．ｃｏｍ
黄 成 众 ，等 ．静 息 状 态 脑 功 能 网 络 的 研 究 及 应 用
ＣＲＴＥＲ
地进行实验设计和实验结果的解释。本文检索 Ｐ ｕｂＭ ｅｄ 和 万 方 数 据 库 １９８０ －０１／２００６ －１２ 与 静 息 状 态 网 络 相 关 的 文 献 ，就 静 息 状 态 的 背 景 知 识 、活 动 特 点、静息状态脑功能网络的研究方法及应用作一介 绍。
共振快速成像的方法检测大脑功能区活动时 致的。
内部的血氧水平变化， 间接地研究脑功能的
近年来研究者发现： 大脑在没有执行任
方法［１－３］。ｆＭ Ｒ Ｉ由于其简单易行，无创性，而且 务 时 ， 即 处 于 清 醒 、休 息 的 状 态 时 ， 也 存 在 脑
与 其 他 成 像 技 术 （如 Ｐ Ｅ Ｔ ，Ｓ Ｐ Ｅ Ｃ Ｔ 和 Ｃ Ｔ 等 ） 功能活动。由于与任务相关的 ｆＭ Ｒ Ｉ成像研究
河南省自然科学基 金资助项目 （０６１１０２４００）＊
中 图 分 类 号：Ｒ ７４２ 文 献 标 识 码：Ａ 文 章 编 号 ：１６７３－８２２５ （２００７）２２－０４３８８－０４
收 稿 日 期 ：２００７－０３－１６ 修 回 日 期 ：２００７－０５－０８ （０７－５０－３－１５７０／Ｎ·Ａ ）
Ｈ ｕａｎｇ Ｃ Ｚ ， Ｚ ｈａｏ ＪＹ ， Ｊｉａｎｇ Ｈ ， Ｗ ａｎｇ Ｄ Ｈ ， Ｙ ａｎ Ｂ ．Ｒ ｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｒｅｓｔｉｎｇ ｓｔａｔｅ ｂｒａｉｎ ｎｅｔｗ ｏｒｋ．Ｚ ｈｏｎｇｇｕｏ Ｚ ｕｚｈｉＧ ｏｎｇｃｈｅｎｇ Ｙ ａｎｊｉｕ ｙｕ Ｌｉｎｃｈｕａｎｇ Ｋ ａｎｇｆｕ ２００７；１１（２２）：４３８８－４３９１（Ｃ ｈｉｎａ） ［ｗ ｗ ｗ ．ｚｇｌｃｋｆ．ｃｏｍ ／ｚｇｌｃｋｆ／ｅｊｏｕｒｎａｌ／ｕｐｆｉｌｅｓ／０７－２２／２２ｋ－４３８８（ｐｓ）．ｐｄｆ］
１ 信息工程大学， 河 南省郑州市 ４５０００２；２ 中 国 中 医 科学院西苑医院计 算机中心， 北京市 １０００９１
黄 成 众 ★，男 ，１９８２ 年生，浙江省衢州市 人，汉族，信息工程 大学在读硕士，主要 从事医学图像处理 研究。
通讯作者： 闫 镔， 信息工程大学， 河 南省郑州市 ４５０００２ ｙｂｓｐａｃｅ２０００＠ ｓｉｎａ． ｃｏｍ
Ｃ ｈｉｎｅｓｅ Ｍ ｅｄｉｃｉｎｅ
Ｓ ｃｉｅｎｃｅ，
Ｂ ｅｉｊｉｎｇ
１０００９１，Ｃ ｈｉｎａ
Ｈ ｕａｎｇＣ ｈｅｎｇ－ｚｈｏｎｇ★，
Ｓ ｔｕｄｙｉｎｇ ｆｏｒ ｍ ａｓｔｅｒ＇ｓ
ｄｅｇｒｅｅ， Ｉｎｆｏｒｍ ａｔｉｏｎ
Ｅ ｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｕ ｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚ ｈｅｎｇｚｈｏｕ
４５０００２，
例 如 Ａ ｎｇｅｌａ 等［７］利 用 事 件 相 关 ｆＭ Ｒ Ｉ 技 术 发
０ 引言
现， 在研究语言的听觉输入所涉及的特异性
功能区和语句、词汇处理相关区域的 时 候 ，语
功 能 磁 共 振 成 像 技 术 （ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ 言的听觉输入能明显激活 听 觉 皮 质 及 其 双 侧
ｍ ａｇｎｅｔｉｃ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｉｍ ａｇｉｎｇ，ｆＭ Ｒ Ｉ） 是 以 磁 相邻的区域， 这与已知的 传 统 上 的 结 果 是 一
１ 静息状态问题的发现
目前，研究者利用 Ｐ Ｅ Ｔ 和 ｆＭ Ｒ Ｉ 技 术 已 经 揭 示 了 大脑在执行特定任务时，大脑特定区域出现血氧水平 信 号 增 强 的 现 象 ［８ ］。 它 代 表 了 大 脑 局 部 神 经 细 胞 活 动 的 增 强［９］，这 些 增 强 的 现 象 被 认 为 主 要 与 局 部 场 电 位 的 变 化 有 关 ［１０ ］。然 而 ， 在 功 能 成 像 实 验 中 ， 研 究 者 同 样 经常遇到与任务有关的脑区中血氧水平信号降低，即 大脑活动减弱的现象。有时候，这些减弱的现象被认 为 是 负 激 活 。通 常 认 为 ， 负 激 活 是 局 部 脑 活 动 的 衰 减 ， 它提示局部脑血流和血氧水平在对照状态高于任务 状态，也就是说，在特定任务时，相应功能脑区的血 流 、血 氧 水 平 较 对 照 状 态 减 弱 ，但 其 确 切 的 生 理 机 制 目前还不清楚。负激活可以分为两种状态， 如图 １ 所 示。另一方面，在功能成像实验中观察到的减弱可能有 其他的解释。比如，一些减弱的现象可能是在图像分析 阶 段 对 对 照 状 态 和 任 务 状 态 的 操 作 不 同 引 起 的 ［１０ ］。
Ａ ｂｓｔｒａｃｔ Ｏ Ｂ ＪＥ Ｃ Ｔ ＩＶ Ｅ ：Ｔ ｏ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅ ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｍ ｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ ｉｎｉｔｉａｌ ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｃｈｉｅｖｅｍ ｅｎｔｓ ｉｎ ｒｅｓｔｉｎｇ ｍ ｏｄｅ ｎｅｔｗ ｏｒｋ， ａｎｄ ｓｔｕｄｙ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｒｅｓｔｉｎｇ ｓｔａｔｅ ｎｅｔｗ ｏｒｋ ｉｎ ｐｒｅｄｉｃｔｉｎｇ Ａ ｌｚｈｅｉｍ ｅｒ Ｄ ｉｓｅａｓｅ ｉｎ ｅａｒｌｙ ｓｔａｇｅ． Ｄ Ａ Ｔ Ａ ＳＯ Ｕ Ｒ Ｃ Ｅ Ｓ： Ａ ｃｏｍ ｐｕｔｅｒ－ｂａｓｅｄ ｏｎｌｉｎｅ ｓｅａｒｃｈ ｏｆ Ｐ ｕｂＭ ｅｄ ｗ ａｓ ｕｎｄｅｒｔａｋｅｎ ｆｏｒ ａｒｔｉｃｌｅｓ ｏｎ ｒｅｓｔｉｎｇ ｂｒａｉｎ ｎｅｔｗ ｏｒｋ ｐｕｂｌｉｓｈｅｄ ｉｎ Ｅ ｎｇｌｉｓｈ ｆｒｏｍ Ｊａｎｕａｒｙ １９８０ ｔｏ Ｄ ｅｃｅｍ ｂｅｒ ２００６ ｗ ｉｔｈ ｔｈｅ ｋｅｙｗ ｏｒｄｓ ｏｆ ＂ｒｅｓｔｉｎｇ ｓｔａｔｅ， ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙ＂． Ｍ ｅａｎｗ ｈｉｌｅ， Ｃ ｈｉｎｅｓｅ ｌｉｔｅｒａｔｕｒｅｓ ｗ ｅｒｅ ｓｅａｒｃｈｅｄ ｉｎ Ｗ ａｎｆａｎｇ ｄａｔａｂａｓｅ ｄａｔｅｄ ｆｒｏｍ Ｊａｎｕａｒｙ １９９５ ｔｏ Ｄ ｅｃｅｍ ｂｅｒ ２００６ ｗ ｉｔｈ ｔｈｅ ｋｅｙｗ ｏｒｄｓ ｏｆ ＂ｒｅｓｔｉｎｇ ｓｔａｔｅ， ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙ， Ａ ｌｚｈｅｉｍ ｅｒ ｄｉｓｅａｓｅ＂． ＳＴ Ｕ Ｄ Ｙ ＳＥ Ｌ Ｅ Ｃ Ｔ ＩＯ Ｎ ： Ｔ ｈｅ ｄａｔａ ｗ ｅｒｅ ｓｅｌｅｃｔｅｄ ｐｒｉｍ ａｒｉｌｙ， ａｎｄ ｏｎｌｙ ｔｈｏｓｅ ①ｒｅｌｅｖａｎｔ ｔｏ ｔｈｅ ｒｅｓｔｉｎｇ ｂｒａｉｎ ｎｅｔｗ ｏｒｋ ａｎｄ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙ， ａｎｄ ②ａｂｏｕｔ Ａ ｌｚｈｅｉｍ ｅｒ ｄｉｓｅａｓｅ ｗ ｅｒｅ ｉｎｃｌｕｄｅｄ． Ｒ ｅｐｅｔｉｔｉｖｅ ａｒｔｉｃｌｅｓ ｗ ｅｒｅ ｅｘｃｌｕｄｅｄ． Ｄ Ａ Ｔ Ａ Ｅ Ｘ Ｔ Ｒ Ａ Ｃ Ｔ ＩＯ Ｎ ： Ｔ ｏｔａｌｌｙ ５３ ａｒｔｉｃｌｅｓ ａｂｏｕｔ ｒｅｓｔｉｎｇ ｂｒａｉｎ ｎｅｔｗ ｏｒｋ ｗ ｅｒｅ ｃｏｌｌｅｃｔｅｄ， ３０ ｗ ｅｒｅ ｉｎ ａｃｃｏｒｄａｎｃｅ ｗ ｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｌｕｓｉｖｅ ｃｒｉｔｅｒｉａ， ａｎｄ ２３ ｒｅｐｅａｔｅｄ ｏｎｅｓ ｗ ｅｒｅ ｅｘｃｌｕｄｅｄ． Ｄ Ａ Ｔ Ａ ＳＹ Ｎ Ｔ Ｈ Ｅ ＳＩＳ： Ｒ ｅｃｅｎｔｌｙ， ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｒｓ ｈａｖｅ ｆｏｕｎｄ ｔｈａｔ ｗ ｈｅｎ ｔｈｅ ｓｕｂｊｅｃｔｓ ａｒｅ ｉｎ ｔｈｅ ｒｅｓｔｉｎｇ ｓｔａｔｅ， ｓｏｍ ｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ ｓｔｉｌｌ ｅｘｉｓｔ． Ｔ ｈｅｓｅ ｆａｃｔｓ ｓｕｇｇｅｓｔ ｔｈａｔ ｔｈｅｒｅ ｍ ａｙ ｂｅ ａｎ ｏｒｇａｎｉｚｅｄ ｎｅｔｗ ｏｒｋ ｉｎ ｒｅｓｔｉｎｇ ｂｒａｉｎ． Ｔ ｈｅ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ ｔｏ ｎｅｔｗ ｏｒｋ ｉｓ ｃｏｎｄｕｃｉｖｅ ｔｏ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｓ ａｂｏｕｔ ｈｕｍ ａｎ ｂｒａｉｎ ｃｏｎｓｃｉｏｕｓｎｅｓｓ ａｎｄ ｉｌｌｎｅｓｓ， ｓｏ ｍ ｏｒｅ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｒｓ ｐａｙ ａｔｔｅｎｔｉｏｎ ｔｏ ｔｈｉｓ ｐｒｏｂｌｅｍ ． Ｃ Ｏ Ｎ Ｃ Ｌ Ｕ ＳＩＯ Ｎ ： Ｔ ｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｓ ａｂｏｕｔ ｔｈｅ ｅｓｓｅｎｃｅ ａｎｄ ｒｕｌｅ ｏｆ ｂｒａｉｎ ｒｅｓｔｉｎｇ ｎｅｔｗ ｏｒｋ ａｒｅ ｓｔｉｌｌ ｌｉｍ ｉｔｅｄ， ａｎｄ ｔｈｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｗ ｈｉｃｈ ｔｈｅ ｎｅｔｗ ｏｒｋ ｓｕｓｔａｉｎｓ ｎｅｅｄｓ ｆｕｒｔｈｅｒ ｓｔｕｄｙ．
ＣＲＴＥＲ
中国组织工程研究与临床康复 第 １１ 卷 第 ２２ 期 ２００７－ ０６－０３ 出版 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣ ｌｉｎｉｃａｌＲ ｅｈａｂｉｌｉｔａｔｉｖｅ Ｔ ｉｓｓｕｅ Ｅ ｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｒ ｅｓｅａｒｃｈ Ｊｕｎｅ ３，２００７ Ｖ ｏｌ．１１，Ｎ ｏ．２２
综述
静息状态脑功能网络的研究及应用 ＊★
应 的 脑 功 能 区 出 现 的 一 系 列 的 激 活 现 象［４－６］。 息 状 态 时 大 脑 活 动 的 本 质 和 规 律 ， 才 能 更 好
４３８８
Ｐ ．Ｏ ．Ｂ ｏｘ １２００，Ｓ ｈｅｎｙａｎｇ １１０００４ ｋｆ２３３８５０８３＠ ｓｉｎａ．ｃｏｍ ｗ ｗ ｗ ．ｚｇｌｃｋｆ．ｃｏｍ
相比，具有良好的时间和空间分辨率，以及应 大多以大脑处于静息状态作为对照状态，如
用范围广泛等优点受到神经科学研究者和临 果作为对照状态的静息态仍然存在未知的大
床 神 经 科 医 生 的 青 睐 。 利 用 ｆＭ Ｒ Ｉ 和 Ｐ Ｅ Ｔ 技 脑活动，将会影响功能成像的结果，同 时 对 结
术，研究者已经揭示出大脑在执行任务时，相 果的解释也造成了很大的困难。只有了解静
Ｈ ｅｎａｎ
Ｐ ｒｏｖｉｎｃｅ，Ｃ ｈｉｎａ
Ｃ ｏｒｒｅｓｐｏｎｄｅｎｃｅ ｔｏ：
Ｙ ａｎ Ｂ ｉｎ， Ｉｎｆｏｒｍ ａｔｉｏｎ
Ｅ ｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｕ ｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚ ｈｅｎｇｚｈｏｕ
４５０００２，
Ｈ ｅｎａｎ
Ｐ ｒｏｖｉｎｃｅ，Ｃ ｈｉｎａ
ｙｂｓｐａｃｅ２０００＠ ｓｉｎａ．
ｃｏｍ
Ｓ ｕｐｐｏｒｔｅｄ ｂｙ： ｔｈｅ
摘要 目的：对静息状态网络的研究方法、初步的研究成果等作以介绍，并结合静息状态网络在阿尔茨海 默 病 早 期 预 警 中 的 应 用 ，介 绍静息状态脑网络的应用。 资 料 来 源 ： 应 用 计 算 机 检 索 Ｐ ｕｂＭ ｅｄ １９８０ －０１／２００６ －１２ 与 静 息 状 态 网 络 相 关 的 文 献 ， 检 索 词 “ｒｅｓｔｉｎｇ ｓｔａｔｅ ，ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙ”，并 限 定 文 献 语 言 种 类 为 “Ｅ ｎｇｌｉｓｈ”；同 时 计 算 机 检 索 万 方 数 据 库 １９９５－０１／２００６－１２ 有 关 方 面 的 文 献 ，检 索 词 为 “静 息 ，功 能 连 接 ，阿 尔 茨 海 默 病 ”，并 限 定 语 言 种 类 为 中 文 。 资 料 选 择 ：对 资 料 进 行 初 审 ，选 取 包 括 静 息 状 态 的 相 关 文 献 ，开 始 查 找 原 文 。纳 入 标 准 ：① 有 关 静 息 状 态 脑 网 络 和 功 能 连 接 的 研 究。②有关阿尔茨海默病的研究。排除标准：重复研究。 资料提炼：共收集到 ５３ 篇有关静息状态网络方面的研究，排除 ２３ 篇重复性研究，３０ 篇符合要求。 资料综合：近年来，研究者发现大脑处于无任务的静息状态时，仍然存在着某种功能活动。这些现象表明大脑在静息状态时可 能存在有组织的网络。这有助于对人脑高级意识和某些认知疾病的研究，因此，有关这方面的工作越来越受到人们的重视。 结论：对静息状态网络的本质和规律的研究还很有限，对这个网络所支持的精确的功能还有待于进一步研究。 关键词： 静息态；负激活；功能连接；阿尔茨海默病
Ｎ ａｔｕｒａｌ
Ｓ ｃｉｅｎｃｅ
Ｆ ｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｏｆ Ｈ ｅｎａｎ
Ｐ ｒｏｖｉｎｃｅ，
Ｎ ｏ．
０６１１０２４００＊
Ｒ ｅｃｅｉｖｅｄ：２００７－０３－１６ Ａ ｃｃｅｐｔｅｄ：２００７－０５－０８
Ｒ ｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｒｅｓｔｉｎｇ ｓｔａｔｅ ｂｒａｉｎ ｎБайду номын сангаасｔｗ ｏｒｋ
黄 成 众 ，赵 京 英 ，江 桦 ，王 大 会 ，闫 镔 ．静 息 状 态 脑 功 能 网 络 的 研 究 及 应 用 ［Ｊ］．中 国 组 织 工 程 研 究 与 临 床 康 复 ，２ ０ ０ ７ ，１ １ （２ ２ ）：４ ３ ８ ８ －４ ３ ９ １ ［ｗ ｗ ｗ ．ｚｇｌｃｋｆ．ｃｏｍ ／ｚｇｌｃｋｆ／ｅｊｏｕｒｎａｌ／ｕｐｆｉｌｅｓ／０７－２２／２２ｋ－４３８８（ｐｓ）．ｐｄｆ］
黄成众 １，赵京英 ２，江 桦 １，王大会 １，闫 镔 １
１Ｉｎｆｏｒｍ ａｔｉｏｎ
Ｅ ｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｕ ｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚ ｈｅｎｇｚｈｏｕ
４５０００２，
Ｈ ｅｎａｎ
Ｐ ｒｏｖｉｎｃｅ， Ｃ ｈｉｎａ；
２Ｃ ｏｍ ｐｕｔｅｒ Ｃ ｅｎｔｅｒ，
Ｘ ｉｙｕａｎ Ｈ ｏｓｐｉｔａｌ，
Ｃ ｈｉｎａ Ａ ｃａｄｅｍ ｙ ｏｆ