静止状态功能性MRI(RS-FMRI)在休息期间为大脑功能提供了宝贵的见解,但是由于功能连接性的个体差异,临床应用方面面临挑战。通常使用独立的组件分析(ICA),但它努力与主体间信息平衡单个变化。为了解决这一问题,使用来自多个数据集的模板开发了受约束的ICA(CICA)方法,以提高确定性和可比性。在这项研究中,我们从不同数据集中收集了来自100,517个个体的RS-FMRI数据。数据通过标准fMRI管道进行了预处理。我们的方法首先使用可复制的fMRI组件模板作为约束ICA(神经元管道)中的PRIOR,然后是估计的动态功能网络连接(DFNC)。通过聚类分析,我们生成了可复制的DFNC状态,然后将其用作受限制的ICA中的先验,以自动从新主题中估算特定于主题的状态。这种方法为分析单个RS-FMRI的单个RS-FMRI数据提供了一个强大的框架,同时在大型数据集中保持一致性,同时可以在大型数据集中保持一致性,从而在潜在的临床应用程序中提高RS-fmri的潜在应用。
路径集成是在没有环境地标的情况下导航,并且是空间内存的主要认知机制。路径积分性能主要使用三角完成任务(TCT)在人类中评估。在人类中,TCT对早期诊断阿尔茨海默氏病显示了希望。 然而,在啮齿动物中,使用多种任务评估了路径积分,但目前没有一个为TCT提供同源性。 作为啮齿动物通常用作临床前模型,导致物种之间可比性能指标的同源路径积分任务很重要。 在本研究中,我们开发并测试了三角完成任务的新型啮齿动物版本,以增强路径整合性能的跨物种可比性。 大鼠能够理解和执行任务。 一组阿尔茨海默氏病模型大鼠(TGF344-AD)表现出与野生型同窝仔相似的路径整合性能。但是,对行为结构的分析表明使用不同的行为策略。 这项工作建立了三角完成任务的新型啮齿动物同源物,从而促进了人类路径整合的增强反向翻译研究。在人类中,TCT对早期诊断阿尔茨海默氏病显示了希望。然而,在啮齿动物中,使用多种任务评估了路径积分,但目前没有一个为TCT提供同源性。作为啮齿动物通常用作临床前模型,导致物种之间可比性能指标的同源路径积分任务很重要。在本研究中,我们开发并测试了三角完成任务的新型啮齿动物版本,以增强路径整合性能的跨物种可比性。大鼠能够理解和执行任务。一组阿尔茨海默氏病模型大鼠(TGF344-AD)表现出与野生型同窝仔相似的路径整合性能。但是,对行为结构的分析表明使用不同的行为策略。这项工作建立了三角完成任务的新型啮齿动物同源物,从而促进了人类路径整合的增强反向翻译研究。
图1分析管道的示意图。(a)解剖和静止状态数据采集。(b)使用FMRIPREP 20.2.1进行成像数据预处理。(c)使用礼品工具箱的静止状态功能磁共振成像(RS-FMRI)数据的ICA组和三个感兴趣网络的ICS选择(DMN,SN,ECN)。这允许从体素活动产生空间图和时间课程。(d)静态功能网络连接(SFNC)是在所有儿童的平均时间课程上进行的,以生成空间图,时间课程光谱和FNC相关性。(E)在每个孩子的整个时间过程中执行动态功能网络连接(DFNC)。一种基于窗口的方法将信号分为相同长度的小窗口,然后是K-均值算法,将相似窗口重组为簇。分析产生了DFNC措施,例如停留时间(即,参与者在每个大脑状态中花费的时间/扫描)。
目的:在本研究中,我们提出了一种新颖的自适应约束独立向量分析 (acIVA) 方法来有效捕捉动态血氧水平依赖性 (BOLD) 活动 (dBA) 的时间和空间特性,并有效地量化 dBA (sdBA) 的空间特性。我们还建议将 dBA 纳入大脑动力学研究,以深入了解活动连接共同进化模式。简介:使用功能性磁共振成像 (fMRI) 研究人脑动力学,可以识别独特的功能网络连接 (FNC) 状态,并为精神障碍提供新的见解。有证据表明,fMRI 捕捉到的 BOLD 活动和 FNC 都与心理和认知过程有关。然而,只有少数研究评估了这两个功能领域的相互关系。此外,由于需要研究精神分裂症的异质性,识别精神分裂症亚组具有重要的临床意义。方法:我们设计了一项模拟研究来验证 acIVA 的有效性,并将 acIVA 应用于从精神分裂症患者和健康对照者 (HC) 收集的静息态 fMRI 数据的动态研究,以调查 dBA 和动态 FNC (dFNC) 之间的关系。结果:模拟研究表明 acIVA 准确捕捉了空间变异性并提供了 sdBA 的有效量化。fMRI 分析产生了同步的 dBA-时间属性 (tdBA) 模式,并表明 dBA 和 dFNC 在空间域中显着相关。利用这些动态特征,我们可以识别出在临床症状方面具有显著差异的精神分裂症亚组。结论:我们发现,与 HC 相比,精神分裂症患者的脑功能组织异常,因为精神分裂症患者的同步 sdBA-tdBA 模式较少,并且精神分裂症患者更喜欢融合多个脑区的部分。使用动态特征识别精神分裂症亚组启发了神经影像学在研究疾病异质性方面的应用。
关于通过阳极经颅直流电刺激 (tDCS) 调节左背外侧前额叶皮层 (前额叶 tDCS) 的走神倾向的能力,存在相互矛盾的证据。在这里,20 名参与者在 MRI 扫描仪中接受了 20 分钟的主动和假性前额叶 tDCS,分两次进行 (平衡)。在每次治疗中,他们完成两次持续注意力反应任务 (tDCS 之前和期间),其中包括记录走神主观反应的探针。我们通过动态功能网络连接 (dFNC) 和对默认模式、显着性和执行控制网络区域的动态因果建模分析,评估了 tDCS 对行为反应以及功能和有效动态的影响。行为结果提供了大量证据,支持 tDCS 对任务表现和走神倾向没有影响。同样,我们发现 tDCS 对潜在大脑状态的频率(频率)或停留时间(花费的时间)以及有效连接没有影响。总体而言,我们的结果表明前额叶 tDCS 无法调节走神倾向或影响潜在大脑功能。这扩大了之前行为复制失败的结论,表明前额叶 tDCS 可能不会导致自我生成认知过程中大脑活动的细微变化(即在行为阈值以下)。
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