基于近似熵静息态fMRI的大脑功能性别差异研究

引入度量时间序列复杂度的近似熵(ApEn)方法探讨健康年轻成人静息态下大脑功能性别差异.利用功能磁共振成像(fMRI)技术对74名健康年轻成人(其中:男36名,女38名)进行扫描以获取静息态fMRI数据,使用DPABI软件进行数据预处理,采用ApEn方法比较健康男女大脑功能活动,确定健康男女大脑功能活动的差异区域.结果发现,较男性健康组,女性健康组在右侧枕中回、右侧角回、右侧颞中回及双侧楔前叶的ApEn值更高;较女性健康组,男性健康组在右侧梭状回、右侧枕下回、右侧舌回、左侧额中回及左侧背外侧额上回的ApEn值更高.该结果表明,静息态下大脑功能活动存在性别差异,尽管差异区域与以往线性方法得到的结果并不完全一致,但都一致认为这些差异可能与大脑结构以及行为和认知上的性别差异有关.     

基于静息态杏仁核亚区功能连接观察高压氧治疗对TBI患者认知功能障碍的影响

目的 基于静息态杏仁核亚区功能连接观察高压氧治疗对创伤性脑损伤(TBI)患者认知功能障碍的影响.方法 将61例行高压氧治疗和61例行非高压氧治疗的TBI患者分为高压氧组和对照组,比较两组患者治疗效果.采用酶联免疫吸附实验测定两组患者血清S100-B、神经元特异性烯醇化酶(NSE)、血清髓鞘碱性蛋白(MBP)水平;采用简易精神状态量表(MMSE)和蒙特利尔认知评估量表(MoCA)对两组患者治疗前后的认知功能进行评价;观察患者治疗前后的杏仁核亚区功能连接情况.结果 治疗后,高压氧组认知功能及总有效率高于对照组(P<0.05);神经元特异性烯醇化酶(NSE)、血清髓鞘碱性蛋白(MBP)及血清S100-B水平则低于对照组(P<0.05);左侧杏仁核右侧眶部额下回(ROIFG)、右侧脑岛(RINS)、右侧背外侧额上回(RDSFG)、左侧前扣带和旁扣带脑回(LACG)、右侧杏仁核左侧岛盖部额下回(LOPIFG)、左侧脑岛(LINS)分别与MMSE评分、MoCA评分呈明显的正相关关系,分别与MBP、NSE、S100-B呈明显的负相关关系(P<0.05),右侧杏仁核左侧背外侧额上回(...     

慢性吸烟者的脑静息态fMRI局部一致性研究

为了纵向研究慢性吸烟者在未戒烟和戒烟一段时间后静息态局部脑功能活动发生的变化,本文结合功能磁共振成像(fMRI)和局部一致性(ReHo)方法,对12名慢性吸烟的健康志愿者,在未戒烟和戒烟一周后的脑静息态扫描数据进行组内比较分析,结果:与未戒烟状态相比,吸烟者戒烟一周后额叶(左侧眶内额叶、右侧额中回、右侧背外侧额叶)、左侧楔前叶、左侧后扣带皮层、左侧楔叶和右侧初级运动皮层的ReHo显著降低;双侧颞上回、左侧距状裂沟回、左侧舌回、左侧梭状回、左侧海马旁回、右侧中央后回和左侧豆状壳核的ReHo显著增强。研究表明,慢性吸烟者在戒烟一周后上述脑区的神经元活动一致性发生了变化,这为ReHo应用于戒烟疗法提供了一定依据。     

气质类型对抑郁症影响的神经基础

采用FMRI技术研究抑郁组和控制组的脑区差异,并对研究结果的左侧顶上小叶、左侧梭状回、左侧颞上回、左侧额下回、右侧中央前回以及左侧中部扣带六个差异脑区的灰质体积进行方差分析,发现不同气质类型的抑郁组和控制组被试这六个脑区的灰质体积均存在不同程度的差异.这些研究结果可能为个体由消极的人格特质发展为抑郁症提供生物基础,也为个体心理健康的预测和早期心理风险评估提供潜在的生物学标记.     

静息态脑功能成像评价平衡针对正常人的中枢作用

目的:应用静息态脑功能磁共振成像技术,探讨平衡针的中枢作用机制.方法:选择10名健康志愿者,于针刺平衡针前后分别进行磁共振腩功能成像扫描,应用功能连接方法处理功能磁共振(fMRI)成像数据,针刺前后两组数据采用组间配对t检验统计分析.结果:针刺后的双侧颞中回、双侧眶上同、双侧尾状核头、双侧岛叶、左侧腹背侧核、双侧额上回...     

在记忆过程中额叶与信息粒度的交互作用

采用事件相关的功能磁共振技术(fMRI)研究了记忆与信息粒度的相互关系.实验使用相同的记忆任务-Boolean规则,依据Ebbinghaus范式,要求被试在完全掌握规则后的第1天(短期记忆)和学习训练后的第7天(长期记忆)完成fMRI测试.结果表明,短期记忆任务和长期记忆任务均激活了左侧额下回和额中回,但短期记忆任务相对长期记忆任务激活更多的左侧中央前回和额下小叶、右侧的额上回和额中回,而长期记忆比短期记忆激活了更多的右侧的额下回,这可能与规则中的各个元素之间的聚合程度和记忆的精度有关.因此,额叶对不同信息粒度的规则提取有重要影响.高粒度相对于低粒度的Boolean规则提取需要更短的时间,但是记忆信息提取的正确率不会因高低粒度的不同而表现出差异.虽然信息粒度对长、短期记忆任务的提取的正确率不起决定性作用,但信息粒度作为记忆巩固与否的一种度量标准会对提取时间产生影响;这可能使得规则提取的策略不同,因此,额叶对不同粒度的信息提取起到了至关重要的作用.     

参与中文配对词语联想学习记忆的脑区和神经机制——脑功能磁共振的研究

通过脑功能磁共振技术,研究健康人参与语言的词语配对联想学习记忆任务的脑区和神经机制。对16名右利手健康志愿者进行一项词语配对联想学习记忆任务作业的同时,进行脑功能磁共振扫描。实验采用组块设计,实验任务（包括记忆编码相和记忆提取相）与对照任务（共两个相）交替进行;数据采用SPM99软件进行数据分析和脑功能区定位。结果表明：左侧额叶,特别是左侧额叶的额中下回和枕叶的18,19区在词语联想学习记忆的编码阶段中起重要作用;而左侧顶上小叶、缘上回和角回则在进行记忆提取阶段起重要作用;左侧纹状体边缘区参与了人脑词语联想学习记忆作业的编码阶段。揭示了人大脑完成语言联想学习记忆任务时,除额、顶、枕和颞叶的皮层结构参与外,还新发现有皮层下结构如纹状体参与了词语联想学习记忆。在配对词语的编码和提取阶段,激活的脑区有所变化,显示了这两个语言阶段的神经活动变化机制。     

广州话-普通话左额下回加工的空间分布

目的:探讨广州话和普通话左额下回激活的坐标位置及信号强度.方法:材料为黑白线条图,被试是12名广州话大学生,任务是进行图片命名,磁共振采集实验数据.结果:广州话与普通话共同激活左额下回、右枕中回和右楔前叶.广州话额外激活右额上回、右顶下回和左楔前叶.普通话额外激活左小脑嘴峰、左扣带回、左额上回和左缘上回.左额下回感兴趣区内,广州话激活左前额叶腹外侧皮层(BA47)和背外侧皮层(BA9),普通话只激活额叶背外侧皮层(BA9),广州话激活体积大于普通话.结论:两种语言左额下回有不同的空间位置,早期形成的语言在左额下回BA47区加工,晚期形成的语言分布BA47区的周围,支持早期、晚期语言不同加工脑区理论.     

大学生运动员脑白质的变化:基于磁共振扩散张量成像研究(英文)

前人的研究发现运动技能的学习能够导致脑白质和灰质结构发生相应的改变.然而长期的篮球技能的学习是否能导致脑白质可塑性的变化,目前还不明确.本文利用磁共振扩散张量成像研究了大学生篮球运动员和非运动员之间脑白质的差异.一共15名大学生篮球运动员和15名非运动员参与本次实验.利用FSL软件和TBSS方法分析磁共振数据,从而获得两组人群脑白质的差异.研究结果显示,相比非运动员,篮球运动员脑白质中的水分子扩散系数的各向异性参数FA表现为局部升高;这些显著升高的区域主要在右侧颞中回、双侧枕中回、右侧额中回、右侧额叶部分区域、右侧中央前回、左侧岛叶和海马旁回.而这些有变化的脑区域均参与运动训练和运动技能的学习.研究结果提示,这些脑白质的改变和运动训练存在内在的关联.     

颞叶癫痫病患者的脑皮层多特征分类

为了自动识别左、右侧颞叶癫痫病患者,提出了一种基于脑皮层结构特征的分类方法.采集了21例左侧TLE患者(LTLE)、18例右侧TLE患者(RTLE)与28例健康正常人(NC)的脑结构磁共振图像,提取与分析其脑皮层形态结构特征.为了降低特征维数,利用递归特征消除法获取对分类有效的主要特征.然后,采用支持向量机对3组人群进行分类.结果表明,大脑皮层表面积为最佳分类特征,灰质体积也具有突出的分类能力,皮层厚度识别不同侧TLE的能力稍差,平均曲率对右侧TLE与健康人群的区分能力相对较弱.对分类有重要影响的脑区主要分布于颞叶、额叶与顶叶,尤其是大脑左侧脑区.由此证明利用脑皮层特征可以有效地区分不同侧TLE患者和健康正常人,TLE患者的左脑更易受损.研究结果有助于理解TLE患者的病理机制与进展规律、确定病灶位置及实现自动诊断.     

长期参与有氧运动大学生执行功能相关脑网络特征

本研究旨在探索长期参与有氧运动的男性大学生执行功能相关脑网络的特征,并与静坐少动的对照组进行比较。收集15名规律参与有氧运动的男性大学生以及15名静坐少动对照组男性大学生脑结构及静息态功能磁共振成像数据。使用度中心度和独立成分分析两种方法评价脑网络特征：计算并提取14个执行功能相关脑区度中心度值（degree centrality, DC）,采用独立成分分析方法（independent component analysis, ICA）提取四个与执行功能相关的脑网络成分。组间对比发现：1）有氧运动组双侧后扣带回皮层以及双侧海马区度中心度水平显著高于静坐少动组（p < 0.05）,而静坐少动组右侧顶下小叶度中心度水平显著高于有氧运动组（p < 0.05）;2）有氧运动组在默认网络、背侧注意网络及腹侧注意网络均有脑区激活高于静坐少动组,峰值分别出现在右颞下回、颞极以及左腹侧后扣带回（AlphaSim校正,p < 0.001）;而静坐少动组腹侧注意网络在左侧在壳核高于有氧运动组（AlphaSim校正,p < 0.001）。研究结果表明：长期参与有氧运动的大学生,其执行功能相关脑网络激活模式优于静坐少动大学生,而这种差异主要是通过增加海马和后扣带回皮层而不是额叶皮层在脑网络中的重要性来实现的。     

手指按键相关脑磁图信号的功能源提取

独立分量分析(ICA)可用于分离多通道脑磁图信号(MEG)中的信号源。基于约束ICA的思想,通过在ICA模型中加入能够反映事件相关皮层神经活动特征的功能约束条件,实现了一种脑磁逆问题的解决方法,即功能源提取(FSS)方法。文中利用该方法对一例手指按键诱发MEG信号进行功能源提取,结果表明功能源位置位于对侧中央前回皮质运动区,且通过验证功能源提取所得到的分离向量与SAM法计算得到的空间滤波器系数间的相关性,验证了所提取的功能源有效。同时,功能源提取方法所提供的神经活动源的时域与频域信息,为在大量样本中探索大脑对手指运动控制的时间演化机制奠定了基础。     

基于fMRI颜色和形状特征绑定的神经机制研究

利用fMRI脑成像技术探讨了图形形状和颜色特征绑定的神经机制。根据图形不同特征设计了一种形状和颜色相互对比的实验任务,任务涉及到形状和颜色特征绑定问题。利用广义线性模型和BOLD信号分析法进行分析,结果发现:与控制任务相比,图像对比任务在枕叶、颞叶中回和下回、右侧中央前回、额叶上/中回等脑区有显著激活。简单任务激活区域较复杂任务较少,且知觉信息整合与右侧前额叶有关。     

成人注意缺陷多动障碍额叶网络异质性

神经影像学研究表明注意缺陷/多动障碍(ADHD)与额叶-纹状体网络功能异质有密切关系。利用静息态功能磁共振数据,探讨成人ADHD组和健康对照组的功能连通性(FC)是否有差异。获取成人ADHD组(N=20)和健康对照组(N=20)的血氧水平依赖(BOLD)信号,以腹内侧前额叶皮质(vmPFC)为感兴趣区进行功能相关分析,使用皮尔森相关系数为衡量功能相关强度的指标。经两样本统计分析,成人注意缺陷多动障碍组左侧眶额叶、右后外侧前额叶皮层、角回与vmPFC正相关性较对照组均存在显著的增强(p<0.01,经Alphasim);成人注意缺陷多动障碍组较对照组右侧背外额中回与vmPFC负相关性有所下降(p<0.01,经Alphasim)。进一步证明了前额叶与其他脑区的连通性存在差异,成人ADHD前额叶默认网络存在功能失调。     

会议室内飞沫气溶胶分布特征的数值模拟

目的分析会议室内不同气流组织对人持续说话产生的飞沫气溶胶运动轨迹的影响,模拟飞沫气溶胶在会议室内的分布特征,确定最佳的气流组织方式.方法采用CFD数值模拟方法,选择RNG k-ε湍流模型计算空调房间的温度场和速度场,分析飞沫气溶胶颗粒的受力情况,采用拉格朗日法建立飞沫气溶胶颗粒运动的数学模型,模拟空调房间会议室内同侧上送上回、同侧上送下回、对侧上送下回3种混合通风和置换通风对飞沫气溶胶的运动轨迹.结果飞沫气溶胶运动轨迹显示飞沫气溶胶在置换通风停留时间和运动距离最短.3种混合通风气流组织相比,同侧上送上回的气流组织中飞沫气溶胶运动时间112 s和运动路程11.1 m最短,同侧上送下回次之,对侧上送下回最长.结论 3种混合通风中,同侧上送上回更容易避免飞沫气溶胶在室内传播,是最佳的混合通风气流组织方式.置换通风相比于混合通风更易减小人员之间受感染的可能性,是最佳的气流组织方式.     

经颅交流电刺激对阿尔兹海默病小鼠双侧海马有效连接的干预研究

通过格兰杰因果方法，对Y迷宫任务中双侧海马间的有效连接进行分析，从相连脑区的角度，研究经颅交流电刺激(tACS)干预阿尔兹海默症(AD)的神经机制。记录正常对照组、AD组、tACS组和假刺激组小鼠执行任务时的行为表现和海马左、右侧场电位，计算各组的功率谱密度和格兰杰因果值(GC)。研究发现：AD组行为训练的正确率低于正常对照组，tACS可以提高其正确率。在θ和γ频段上，AD组的功率谱密度显著低于正常对照组(P<0.01),tACS组接近正常对照组水平。在θ频段上，tACS增加了AD小鼠海马左侧到右侧和右侧到左侧异常的GC值(从0.111±0.002;0.109±0.003到0.377±0.017;0.185±0.005),和正常对照组接近；在γ频段上，tACS降低了AD小鼠海马左侧到右侧和右侧到左侧异常的GC值(从0.145±0.002;0.127±0.003到0.074±0.001;0.082±0.002),和正常对照组接近。双侧海马间有效连接的异常可能是AD小鼠记忆功能下降的原因，tACS可以改善海马间的异常连接且恢复海马处场电位的功率谱密度。     

普通病房飞沫污染物传播特性与评价

空调病房良好的气流组织能快速地排除室内病人产生的飞沫污染物,从而减小医护及陪护等健康人员的感染风险.通过文献分析给出人体呼吸活动产生飞沫的粒径、数目、速度和温度等基础数据,利用Fluent软件建立普通病房物理模型与飞沫污染物蒸发扩散模型,借助Fluent软件的开放接口UDF(用户自定义函数),编写描述病人呼吸与咳嗽产生飞沫的非稳态速度分布的UDF程序作为速度输入条件,模拟了普通病房在上送上回、贴附射流和上送下回3种典型的气流组织形式下,人体飞沫污染物的传播特性.模拟结果发现,3种气流组织病房中,粒径为0.1～3μm的飞沫在病人与健康人员呼吸区域个数浓度均最大,上送下回气流组织形式病房内健康人员呼气区域的飞沫个数浓度比上送上回低40％,比贴附射流组织形式低近70％,且通风效率更高、排除飞沫污染物的效果更好,建议普通病房采用上送下回气流组织形式以降低室内人员的交叉感染风险.     

不同足球水平女大学生反应抑制能力的差异及其脑结构基础

采用磁共振成像技术,结合Stop-Signal任务范式测评不同足球训练水平女大学生反应抑制能力的差异并探究其脑结构基础．34名被试按照足球训练水平分为对照组（CG）、业余组(AG)和专业组(PG),采用Stop-Signal任务评估反应抑制能力;基于体素形态学对T1结构像进行组间差异分析,并进行FDR校正;采用相关分析探究反应抑制能力和差异脑区之间的关系．结果表明:1）与CG相比,PG和AG的反应时分别缩短48和44 ms（P<0.05）;PG、AG较CG的停止信号反应时分别减少116和96 ms（P<0.05）,PG较AG停止信号反应时显著减少10 ms（P<0.05）;PG(57%)抑制正确率显著高于CG(55%)（P<0.05）．2）与CG相比,PG右侧小脑Crus1、丘脑、中央前后回及小脑蚓部Ⅷ,左侧小脑Crus1、苍白球、丘脑,灰质体积显著增大（P<0.05, FDR）;PG较AG右侧梭状回、中央前回、左侧扣带中回灰质体积显著增大（P<0.001）;AG较CG在双侧苍白球灰质体积显著增大（P<0.001）．3）小脑蚓部Ⅷ灰质密度和反应时存在显著负相关（P<0.05, r= ?0.12）;停止信号反应时与右侧丘脑(P<0.05, r= ?0.41)、左侧苍白球(P<0.01, r= ?0.49)呈显著负相关;抑制正确率与右侧梭状回(P<0.05, r=0.46)、左侧苍白球（P<0.01, r=0.47）呈显著正相关．长期足球训练显著提高女大学生反应抑制能力,且反应抑制能力与小脑蚓部Ⅷ、左侧苍白球、右侧丘脑、右侧梭状回灰质密度显著相关．推测长期足球训练通过诱导基底神经节、小脑灰质体积的变化来调节反应抑制能力的提升．因为本文采用了横断面研究,不能得出反应抑制和足球训练之间的直接因果关系,但在一定程度上表明二者之间存在显著相关关系．因此,后续还需要更多纵向对照研究,进一步确定因果关系．      

小脑在图片命名中的作用一项功能磁共振研究

目的通过图片命名任务考察小脑是否具有语言功能。方法8名健康的右利手大学生,要求不出声的命名视觉呈现的图片,同时实时fMRI扫描,利用AFNI对功能数据进行划感兴趣区分析。结果图片命名激活了右侧小脑,左侧小脑也表现出明显的激活,且激活体积比右侧大。结论小脑的语言功能不仅仅局限于右侧小脑,左侧小脑可能也参与了语言功能的加工。     

探测静息状态大脑活动的关键区域

负激活作为一种定量分析静息状态脑活动的方法对脑功能成像研究具有重要意义．文中关注不同认知任务下的负激活信息,结合复杂网络理论,提取三个试验任务(符号方向判别、数字加和与汉字字形认知)的负激活点分别构建网络,发现三个网络均具有小世界特性．同时计算了网络的度值和介数值,推测出扣带回\楔前叶,额叶是静息状态下大脑活动的关键区域．提出了一种研究静息状态下大脑活动的新方法,通过这种方法获得的信息不同于体素逐点分析获得的局部激活信息．它反映了大脑任意两个体素点间的关联性以及在静息状态下大脑活动的整体协作关系．