16导脑电信号分形强度的左右分布

通过分析人在闭目清醒时的16导脑电信号(EEG)的多重分形特性，发现人脑16导EEG信号具有不同强度的分形特性且存在稳定的分布，分布规律表现为在人脑的左右对应区域强弱相对；对于右利手受试者顶区、额区、颞区、中央区的左右对应区信号的分形强度左强右弱，左半球的分形总量大于右半球的总量和；而对于左利手在对应位置的脑电信号则呈现左弱右强，且左半球的分形总量小于右半球的分形总量。这与脑的优势半球生理结论是一致的，表明人脑EEG信号的多重分形强度可以反映人脑的潜在特征。     

血管性痴呆患者脑电信号的多通道线性描述符特征研究

为提取能有效区分血管性痴呆(VaD)患者与正常老年人的神经电生理特征标识,采用多通道线性描述符对两组受试者在执行oddball视觉探测任务过程中的脑电(EEG)信号进行特征提取研究.通过对任务状态和平静状态下多通道EEG的3个多通道线性描述符分析表明,在执行探测任务过程中,VaD患者的场强变化率Φ和空间复杂度Ω明显高于正常老年人,而在平静状态下却无显著差异,两组受试人群的有效场强均没有显著差异.分别对比不同受试人群在任务状态和平静状态下的3个描述符,结果表明,两组受试者在任务状态下的有效场强Σ比平静状态明显增高,Φ和Ω明显降低,而且VaD患者3个描述符任务状态相对于平静状态的变化率要明显低于正常老年人.因此,多通道线性描述符可以有效地反映人脑认知功能的衰退,为VaD患者的脑电特征提取提供了一种新的方法.     

神经反馈治疗对注意力缺陷多动障碍儿童脑电相干性影响的研究

比较Theta/beta神经反馈治疗前后脑电相干性的变化,从而证明神经反馈对注意力缺陷多动障碍(attention deficit hyperactivity disorder,ADHD)儿童脑电存在积极正向影响。通过采集16例ADHD患者神经反馈前后清醒闭眼脑电和16例正常儿童清醒闭眼脑电数据。研究了6个频段半球间和半球内脑电相干性。结果表明,神经反馈训练后ADHD儿童中短距离半球内theta频段相干性显著降低,长距离半球内theta和alpha频段相干性显著增加。在额区和颞区半球间alpha频段相干性显著增加并且theta频段相干性显著降低,在中央区-顶区-枕区半球间delta和theta频段相干性显著降低。可见,theta/beta神经反馈能影响ADHD儿童异常脑电活动,从而改善ADHD症状。神经反馈干预训练对脑电相干性有积极的影响,脑电相干性参数能够为评价神经反馈的作用提供一种客观的技术方法。     

基于互信息的帕金森病脑皮层功能连接

帕金森病的早期症状是很难察觉的,目前还没有一个明确的生物标志物可以准确地检测出早期的帕金森病。本文为了探究帕金森病的潜在生物标志物,分析15名帕金森病患者和15名健康对照者闭眼状态下的溯源后的脑电信号。首先,使用互信息测量两组受试者的大脑各个区域之间的功能连接。之后,对两组受试者之间的每个连接对的互信息值进行独立样本t检验,检测两组受试者之间显著差异的连接边。最后,将具有显著差异的连接边作为特征进行分类。结果表明,帕金森病患者的大脑各个区域之间的互信息值整体小于健康对照组,并发现在额顶叶和顶枕叶之间的功能连接差异十分显著（p<0.01）。利用互信息功能连接指标对帕金森病患者和健康对照组分类时,测试准确率为76.7%,验证了基于互信息的脑功能连接对帕金森病研究的有效性。这些发现表明额顶叶和顶枕叶之间功能连接性的降低可能是帕金森病的一个潜在生物标志物。本文系首次使用互信息这一功能连接指标对帕金森病进行研究,这为帕金森病的神经机制研究提供了一个新的途径。     

中国科学院自动化研究所等通过多中心脑功能影像准确刻画阿尔茨海默病脑活动和脑网络异常

正阿尔茨海默病(Alzheimer Disease, AD)是一种不可逆的神经退行性疾病。大量基于功能磁共振影像的研究提示AD可能是一种失连接综合征。但是由于缺乏大样本、多站点的数据集交互验证,迄今为止与AD脑功能活动、脑连接的异常模式还没有得到清晰一致的结论,脑功能活动是否可以作为AD的早期影像学标记也有待进一步验证。为准确刻画AD的脑活动、脑连接和脑网络异常模式,并探索功能磁共振影像指标作为AD早期识别标记的     

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(...     

利用多模态光学脑成像研究前额叶静息态功能连接

多模态光学脑成像包括近红外光谱及漫射相关谱,前者探测大脑皮层的血氧代谢水平,而后者测量皮层的脑血流.皮层血氧代谢和血流是不同的两类血液动力学参量,可以从不同方面反映大脑的神经活动强度. 本研究利用多模态光学脑成像测量了人脑前额叶的静息态功能连接. 10个正常成年人参加了实验测量,分别用近红外光谱和漫射相关谱在前额叶的相同位置记录了大脑8分钟的自发波动信号,测量覆盖区域包括左侧额下皮层及左背外侧前额叶. 低频段血氧代谢信号（包括含氧血红蛋白、脱氧血红蛋白及总血红蛋白浓度）用来揭示基于血氧信号的静息态功能连接,而相同频段的脑血流信号用来确定基于脑血流的静息态功能连接. 两类血液动力学参量的静息态功能连接均揭示:背外侧前额叶区域内的连接大于背外侧前额叶与额下皮层之间的区域间连接,显示相邻的背外侧前额叶和额下皮层是不同的功能区域. 此外定量比较基于两类血液动力学参量的功能连接发现,基于血氧代谢的连接有更大的连接强度,表明在同一个功能区内,静息时血氧代谢信号的时间同步性更高.     

心算任务中与自主神经有关的头皮脑电活动研究

通过部分直接相干性(PDC)对心算任务中脑区间信息流的方向进行分析,研究了与心脏自主神经活动有关的前后脑区的功能耦合.实验对象为43名健康男性自愿者,通过心率变异性的功率谱分析进行评价交感和副交感神经活动.实验显示,心算任务中的心率明显加快(P<0.01),交感活动显著增加而副交感活动显著降低(P<0.01).同时,alpha频段的小波包能量显著降低,beta频段的小波包能量显著增加(P<0.01),前后脑区信息流从顶到额方向转变为额到顶方向,并且信息流强度显著增加(P<0.05).相关分析显示,自主神经活动对心率调节的增强与头皮神经元额到顶区耦合程度的增加显著相关(P<0.05).结果表明,心算应激任务引起了脑皮层中央前区向后区信息流的增强,进而调节交感和副交感神经活动,加快心率.     

弥漫性脑损害的脑网络研究

该研究为弥漫性脑损害(精神分裂症)的脑网络研究(2011CB707805)一般性科技报告,报告概括了研究思路、技术路线、实验方案并总结2011—2013度计划执行情况;年度计划完成情况;研究工作的主要进展;重要阶段性成果或突破;项目执行过程中存在的问题及其对策及下年度研究工作计划和进度安排对年度情况进行汇总。该项目围绕研究目标,依照研究方案针对患者、高危人群与正常对照,分别研究脑结构网络和功能网络,分析各自的网络属性,找寻疾病所产生的异常模式。利用多中心数据发现了:(1)脑结构网络异常:精神分裂症患者皮层厚度、灰质体积及白质解构的异常,病分析高危人群:精神分裂症患者及其父母大脑杏仁核存在共同的结构和功能连接异常模式;(2)脑功能网络研究:精神分裂症的脑解剖网路研究精神分裂症病人和正常对照被试的的脑解剖网络均具有小世界属性,但是精神分裂症患者脑网络的全局连接效率降低,精神分裂症患者不同临床和认知功能评定指标与各种脑网络指标的相关性的研究;(3)脑网络相关生物基因标记物关联研究:精神分裂症风险基因与脑网络的研究表明DISC1不同基因型对于丘脑-皮层通路的结构与功能连接有着显著不同的影响,DISC1基因的Cys等位基因携带者脑网络信息传输效率较低,5-HTTLPR与情绪相关的关系以及对杏仁核-前额环路的影响。从影像学及生物学标记物层面对脑网络进行了深入研究。揭示弥漫性脑损害(精神分裂症)对脑结构和功能网络影响的本质特性,在网络水平、基因水平上发现精神分裂症早期诊断、预后判断及疗效评价的影像学标志,生物学标记为这些疾病的临床早期诊断和疗效评价等提供有效的方法和途径。     

静息态亚健康失眠脑功能网络分析

针对亚健康失眠者根据匹兹堡睡眠质量指数筛选被试参与实验,利用128导脑电（EEG）分析仪,提取静息态64导脑电信号,通过多通道脑电信号同步性分析,脑功能网络的构建和分析,研究亚健康失眠者与健康人脑电信号的特异性差异,同时进一步比较分析亚健康失眠者与健康人脑电的负相关特性.分析结果表明亚健康失眠者与健康人相比,脑电信号同步性降低,脑功能网络的连接减弱,大脑的活跃度降低,并且这种差异性在脑电负相关特性中表现更为明显.