摘要 简介:有必要确定客观的皮质电生理相关因素,以缓解疼痛,从而可能有助于更好地管理疼痛。然而,开发用于缓解疼痛的大脑生物标志物领域仍未得到充分探索。 目的:本研究的目的是研究与缓解慢性疼痛相关的皮质电生理相关因素。疼痛缓解的这些特征可以作为治疗疼痛的新治疗干预措施的潜在目标。 方法:在 12 名接受临床指征神经阻滞手术的上肢或下肢慢性疼痛患者中,通过脑电图记录神经阻滞手术前和手术后 30 分钟的大脑活动。为了确定缓解慢性疼痛的具体皮质电生理相关因素,12 名接受冷压试验以诱发实验性急性疼痛的健康参与者被用作对照组。对数据进行分析,以表征疼痛缓解的功率谱密度模式,并确定其在皮质层面的源发生器。 结果:慢性疼痛缓解与额叶区域的 delta、theta 和 alpha 功率显著增加有关。然而,只有中额叶 θ 波功率增加与疼痛强度降低幅度呈显著正相关。θ 波功率反弹的来源位于左背外侧前额叶皮层 (DLPFC) 和中线额叶皮层。此外,中线额叶皮层的 θ 波功率增加在慢性疼痛缓解时明显高于急性疼痛缓解。结论:这些发现可能为通过调节中线额叶 θ 波振荡来缓解慢性疼痛提供依据。
作为一种复杂的认知活动,知识转移主要与认知过程相关,例如在工程解决问题的同时,人类大脑中的工作记忆,行为控制和决策。至关重要的是要解释功能性脑网络的改变以及如何表达它,这导致知识转移的认知结构的改变。但是,在现有研究中很少考虑知识转移的神经生理机制。因此,这项研究提出了功能连通性(FC),以描述和评估在工程问题解决问题时动态的知识转移网络。在这项研究中,我们采用了文献中报道的修改后的威斯康星州卡片分类测试(M-WCST)。使用功能性近红外光谱(FNIRS)连续记录前额叶皮层的神经激活。具体而言,我们讨论了先前的认知水平,知识传递距离以及影响小波振幅和小波相一致性的传递性能。配对的t检验结果表明,先前的认知水平和转移距离显着影响FC。皮尔逊相关系数表明,小波振幅和相干性都与前额叶皮质的认知功能显着相关。因此,大脑FC是评估知识传递中认知结构改变的可用方法。我们还讨论了为什么背外侧前额叶皮层(DLPFC)和枕叶面(OFA)与M-WCST实验中其他大脑区域区分开来。作为神经管理方面的探索性研究,这些发现可能会在工程解决问题的同时提供有关知识转移功能性知识转移网络的神经生理学证据。
鉴于可用药物的有限好处,在非药理学干预措施中对阿尔茨海默氏病(AD)的治疗是一个问题。认知训练(CT)代表AD中通常推荐的策略。最近,鉴于其增强神经可塑性的能力,重复的经颅磁刺激(RTMS)作为一种有希望的治疗AD的治疗工具已越来越多。在目前的随机,双盲,假对照的研究中,我们旨在研究在左侧背外侧前额叶皮层(DLPFC)上应用的高频RTMS协议的附加效应,并结合了AD病理学连续的face-name Associative Memory CT。从很早就到中等痴呆阶段的五十名患者被随机分配给两组之一:CT加上实际RTMS或CT Plus安慰剂RTM。结果表明,用RTMS诱导的训练的联想记忆的改善优于单独使用CT获得的培训。有趣的是,额外改善的程度受疾病严重程度和教育水平的影响,受损和受过教育程度较高的患者表现出更大的好处。当测试对非训练认知功能的概括时,结果表明,与CT-SHAM组的患者相比,CT-REAL组的患者在视觉空间推理方面也显示出更大的改善。有趣的是,这种改善在治疗开始后的12周内持续存在。本研究提供了有关RTM在AD中有希望的治疗使用的重要提示。©2020作者。由Elsevier Inc.出版这是CC BY-NC-ND许可证(http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/)下的开放访问文章。
在过去的 20 年中,越来越多的脑成像研究探讨了人类奖赏动机背后的机制。本综述描述了与奖赏动机相关的神经机制及其与健康人类参与者的认知功能的关系的研究。众所周知,人类大脑的中脑边缘多巴胺奖赏回路控制着人类的奖赏动机行为。内侧和外侧前额叶皮层 (PFC) 在决策过程中整合动机和认知控制,而背外侧 PFC (dlPFC) 整合并传输奖赏信号至中脑边缘和中脑皮层多巴胺回路并启动激励行为。丘脑和岛叶影响人类的激励处理,而运动系统在响应动作控制方面发挥作用。奖赏动机、学习、记忆、想象、工作记忆和注意力之间存在相互关系。评估奖赏动机的最常用方法是金钱激励延迟任务 (DMRT),并且有几项针对该范式的荟萃分析。基因调节动机奖励,多巴胺为动机和认知控制之间的相互作用提供了基础。有证据表明,男性青少年比女性青少年做出更多冒险的决定,并且腹侧纹状体中奖励相关的 DA 释放的侧化仅限于男性。这些研究对我们理解自然奖励和成瘾、抑郁和 ADHD 等精神疾病具有重要意义。此外,奖励和记忆之间的关联有助于开发干扰记忆巩固的药物成瘾治疗技术。最后,缺乏关于奖励动机、遗传学和性别差异的研究,这可以提高我们对奖励、动机和大脑之间关系的理解。
经颅磁刺激 (TMS) 是一种非侵入性脑刺激技术,能够调节皮质兴奋性。这种调节可能会影响负责特定认知过程的区域和网络,重复诱发的暂时性变化可以产生持久的影响。与专注于特定认知功能的认知训练结合使用时,TMS 的有效性可能会增强。玩电子游戏可以成为最佳的认知训练,因为它涉及不同的认知成分以及高水平的参与度和动机。本研究的目的是评估 TMS 和视频游戏训练在增强认知、特别是工作记忆和执行功能方面的协同作用。我们进行了一项随机 2 × 3 重复测量(刺激 × 时间)研究,将 27 名健康志愿者随机分配到主动间歇性 θ 爆发刺激组或假刺激组。在完成视频游戏 + TMS 训练之前、之后和 15 天后,使用综合神经心理学电池对参与者进行评估。训练包括 10 个环节,参与者玩 3D 平台视频游戏 1.5 小时。每次游戏结束后,TMS 都会作用于右背外侧前额叶皮层 (DLPFC)。所有参与者的视频游戏表现都有所提高,但我们没有发现刺激和视频游戏训练的协同效应。我们也没有发现与刺激相关的认知改善。我们通过线性回归探索了可能的混杂变量,例如年龄、性别和早期视频游戏经验。早期视频游戏经验与工作记忆和抑制控制的改善有关。这个结果虽然是探索性的,但突出了个体变量和先前经验对大脑可塑性的影响。
前额叶皮层 (PFC) 不对称是情感神经科学的重要标志,已引起人们的极大兴趣,与动机、饮食行为、同理心、风险倾向和临床抑郁症的研究有关。本文提供的数据是使用 PFC 不对称神经反馈 (NF) 作为脑机接口 (BCI) 范例的三个不同实验的结果,而不是旨在获得长期效果的治疗机制,使用功能性近红外光谱 (fNIRS),众所周知,它特别适合研究 PFC 不对称,并且对伪影不太敏感。从实验角度来看,BCI 环境更加注重个体受试者的基线、时期内成功和持续的激活以及最低限度的训练。受试者池也来自普通人群,对特定行为模式的偏见较少,并且不包含任何患者数据。我们在数据集中附上了数据格式、实验和协议设计的详细描述,以及基于基线阈值和参考任务的成功分数定义的个性化指标的分析。本文介绍的工作是 BCI 领域的几项实验的结果,其中参与者按照实时 NF 范式与连续视觉反馈进行交互,这源于我们在情感计算领域的长期研究。我们向社区提供这些实验的 fNIRS 数据集。我们特别提供从我们的情感交互领域的实证研究中提取的数据,这些研究与计算机生成的叙述以及与启发式搜索等算法的交互,所有这些都提供了一种机制来提高参与者由于其逼真的视觉反馈而参与主动 BCI 的能力。除了提供参与者实时接受背外侧前额叶皮层 (DLPFC) 左半侧不对称激活增加的 NF 的方法细节外,我们还重申了精心设计协议的必要性,以确保实时视觉反馈能够适应参与者的个体反应,从而增强 BCI 中 NF 范式的优势。个性化反馈对于 BCI 中 NF 的成功至关重要。
抽象背景先前的研究表明,兴奋性重复的经颅磁刺激(RTMS)可以改善阿尔茨海默氏病(AD)患者的认知功能。间歇性theta爆发刺激(ITB)是一种新型的兴奋性RTMS方案,用于脑活动刺激,具有诱导长期增强性可塑性的能力,代表了AD的有希望的治疗方法。但是,ITB对AD患者认知能力下降和大脑结构的长期影响尚不清楚。我们旨在探讨每三个月重复加速ITB是否会减慢AD患者的认知能力下降。在这项随机,评估者,对照试验中的方法,ITB是针对42例AD患者的左背外侧前额叶皮层(DLPFC)的14天。测量值包括蒙特利尔认知评估(MOCA),全面的神经心理电池和海马的灰质体积(GMV)。在基线和随访后评估患者。SPM的计算解剖工具箱的纵向管道用于检测随着时间的推移与治疗相关的显着变化。结果ITBS组相对于对照组(t = 3.26,p = 0.013)保持MOCA评分,并减少了海马萎缩,这与全球变性量表的变化显着相关。基线迷你群体检查(MMSE)评分,载脂蛋白E基因型和临床痴呆症评级表明随访时MOCA得分。试用注册号NCT04754152。此外,在活动组中维持左侧的GMV(t = 0.08,p = 0.996)和右(t = 0.19,p = 0.977)海马,但在对照组中有显着下降(左:t = 4.13,p <0.001; p <0.001;右:t = 5.31,p <0.001)。GMV在左侧(r = 0.35,p = 0.023)和右(r = 0.36,p = 0.021)的海马跨干预措施与MOCA变化呈正相关;左海马GMV变化与全球变性量表(r = -0.32,p = 0.041)的变化负相关。结论DLPFC-ITB可能是可行且易于实施的非药物干预措施,可以减慢AD患者的总体认知和生活质量的逐步下降,提供新的AD治疗选择。
摘要:背景:近年来,人们探索了非侵入性脑刺激(NIBS)对脑卒中人群认知功能的治疗作用。根据刺激部位和刺激参数,NIBS 有多种方法。然而,目前还没有关于脑卒中后认知障碍的系统性 NIBS 综述,重点是刺激部位和刺激参数。本研究的目的是对 NIBS 治疗脑卒中后认知障碍的有效性和安全性进行系统评价和荟萃分析,以获得新的见解。本研究前瞻性地在 PROSPERO 系统评价数据库(CRD42020183298)中注册。方法:从建库至 2020 年 12 月 31 日搜索 MEDLINE、Scopus、CINAHL、Embase、PsycINFO 和 CENTRAL 中的所有英文文章。纳入随机和前瞻性对照试验进行分析。纳入的研究至少有 5 名中风后患者,即至少进行了 5 次 NIBS 疗程并使用标准化的神经心理学认知测量。我们按照物理治疗证据数据库 (PEDro) 评分系统对选定研究的方法学质量进行了评估。结果:共有 10 项研究符合资格标准。六项研究使用了重复经颅磁刺激 (rTMS),四项研究使用了经颅直流电刺激 (tDCS)。合并样本量分别为 221 名和 196 名接受 rTMS 和 tDCS 的个体。八项研究将一般康复、认知训练或额外治疗与 NIBS 相结合。在 rTMS 研究中,目标症状包括整体认知 (n = 4)、注意力 (n = 3)、记忆 (n = 4)、工作记忆 (WM) (n = 3) 和执行功能 (n = 2)。五项研究选择左侧背外侧前额叶皮质(DPLFC)作为刺激靶点。一项 rTMS 研究选择右侧 DLPFC 作为抑制性刺激靶点。六项研究中有四项显示显著改善。在 tDCS 研究中,目标症状包括整体认知(n = 2)、注意力(n = 4)、记忆力(n = 2)和 WM(n = 2)。三项研究选择额叶区域作为刺激靶点。所有研究都显示显著改善。在荟萃分析中,rTMS 对神经心理学测试分类的注意力、记忆力、WM 和整体认知显示出显著影响。另一方面,tDCS 没有显著影响。结论:对于注意力、记忆力和 WM 等认知功能缺陷的中风后患者,NIBS 显示出有希望的积极作用。然而,这种影响是有限的,表明需要进一步研究更精确的刺激部位和刺激参数。未来的研究有必要使用先进的神经生理学和神经成像工具,以基于网络的方法使用 NIBS 治疗中风后的认知症状。
精神分裂症研究表明,该组中所有死亡原因中多达40%可以归因于自杀(Wildgust等,2010),而25-50%的精神分裂症患者试图在他们的一生中自杀(Bohaterewicz等人,2018年; Cassidy等,2018年)。因此,非常需要开发更准确和客观的方法来预测精神分裂症患者自杀的风险。功能磁共振成像(fMRI)是一种非侵入性,广泛使用的方法,允许一种方法来测量人脑的活性。静止状态(RS)反过来被认为是高度有效的,因为它捕获了大脑总活动的60-80%(Smitha等,2017)。此外,一些研究表明,它允许监测治疗结果以及评估精神疾病的生物标志物(Glover,2011; Moghimi等,2018)。Previous studies indicate gray matter volume reduction in dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC), superior temporal gyrus, as well as insular cortex in patients after suicide attempt, compared to the ones without suicide attempt in the past ( Besteher et al., 2016 ; Zhang et al., 2020 ), whereas fMRI studies revealed that during a simple task based on cognitive control, suicide thoughts were associated随着PFC活性的降低和先前的自杀企图的病史导致前皮层的活性降低(Minzenberg等,2014; Potvin等,2018)。体积和功能任务的先前结果fMRI分析表明,默认模式网络(DMN),显着性网络(SN)和Sensorimotor Network(SMN)中包含的区域的潜在静止状态大脑活动变化。近年来,RSFMRI数据的机器学习应用程序越来越多,以进行预后评估并在各个组或条件之间进行差异(Pereira等,2009)。最近,采用了以fMRI为公正的生物标志物的ML分类器来识别从事自杀相关行为的人,包括自杀念头。例如,Just等。(2017)能够正确地识别17名自杀参与者中的15个,灵敏度为0.88,使用高斯幼稚的贝叶斯算法和fMRI数据的特定为0.94。在最近的工作中,Gosnell等人。(2019)使用了随机森林(RF)算法和RSFMRI功能连通性数据,来自精神病患者,使他们能够以81.3%的敏感性正确地对自杀行为进行了分类。据我们所知,先前的研究都没有集中于各种ML分类器,以区分基于RSFMRI数据的健康控制(HCS),自杀风险(SR)和非杀伤性风险(NSR)精神分裂症患者。 在当前的工作中,我们的目标是将ML方法与RSFMRI数据相结合,以便研究所选的分类器是否允许在具有和没有自杀风险的精神分裂症患者之间进行分歧。 最终,执行了五种算法,例如梯度提升(GB),最小绝对收缩和选择操作员(LASSO),Logistic回归(LR),RF和支持向量机(SVM),以提高诊断准确性的可靠性。 每个指标礼物据我们所知,先前的研究都没有集中于各种ML分类器,以区分基于RSFMRI数据的健康控制(HCS),自杀风险(SR)和非杀伤性风险(NSR)精神分裂症患者。在当前的工作中,我们的目标是将ML方法与RSFMRI数据相结合,以便研究所选的分类器是否允许在具有和没有自杀风险的精神分裂症患者之间进行分歧。最终,执行了五种算法,例如梯度提升(GB),最小绝对收缩和选择操作员(LASSO),Logistic回归(LR),RF和支持向量机(SVM),以提高诊断准确性的可靠性。每个指标礼物
患有囤积症 (HD) 的患者难以丢弃物品,并且倾向于囤积大量物品,无论其实际价值如何,使生活区变得杂乱无章 (Timpano 等人,2013)。囤积症状最初被认为是强迫型人格障碍的诊断标准或强迫症 (OCD) 的症状维度。然而,大多数患有强迫症的人并没有报告明显的囤积行为 (Pertusa 等人,2010),而患有 HD 的人通常不符合强迫症的其他症状标准 (Frost 等人,2012)。事实上,囤积和强迫症症状显示出较弱的相关性,在因子分析中,它们通常被归类为不同的维度 (Wu & Watson,2005)。因此,在《精神障碍诊断和统计手册》第五版(DSM-V)(APA,2013)中,强迫性囤积被视为强迫症谱系中的一种独立诊断。然而,HD 的病理生理学在很大程度上是未知的。大多数评估强迫性囤积神经相关性的研究都评估了强迫症患者的囤积症状(从维度角度)(Mataix-Cols 等人,2004 年;Harrison 等人,2013 年),或比较了有强迫性囤积和无强迫性囤积的强迫症样本(Saxena 等人,2004 年;An 等人,2009 年)。因此,它们不能代表没有表现出强迫症状的 HD 患者。只有最近的研究将没有强迫症的囤积者与健康对照者(HC)或没有囤积症状的强迫症患者进行了比较(Tolin 等人,2009 年,2012 年)。然而,这些研究使用的任务旨在在囤积相关决策(即丢弃物品)过程中触发复杂的情绪。因此,由于这些患者整体上缺乏激活,因此它们无法与强迫症进行有意义的比较(Tolin 等人,2012 年)。为了从神经生物学角度证实亨廷顿舞蹈症和强迫症之间的临床区别,重要的是比较两组患者在执行与强迫症病理生理相关的任务时的行为和大脑激活特征。认知控制不佳在强迫症的病理生理模型中起着重要作用,并被认为是该疾病的潜在内表型(Chamberlain 和 Menzies,2009 年)。抑制功能和注意力转换受损确实可能是强迫观念和强迫行为控制不佳的根本原因(Snyder 等人,2015 年)。已知这些执行功能由前额叶、顶叶和纹状体区域支持(Norman 等人,2016 年),这些区域在当前的强迫症神经生物学模型中处于核心地位,是皮质-纹状体-丘脑-皮质 (CSTC) 回路的一部分(Menzies 等人,2008 年;van den Heuvel 等人,2016 年)。此外,强迫症还具有过度绩效监控的特征,这可能是某些强迫症症状(例如重复检查)出现的原因(Harkin 等人,2012 年)。绩效监控与背外侧前额叶和前扣带皮层 (dlPFC 和 ACC) 有关 (Melcher 等人,2008),神经影像学研究一致报告称,在绩效监控期间,强迫症患者的 ACC 过度激活 (Melcher 等人,2008)。因此,评估这些神经认知领域的方案可以为进一步区分亨廷顿舞蹈症和强迫症提供启示。尽管如此,之前只有两项神经影像学研究重点比较了强迫症和亨廷顿舞蹈症之间执行功能障碍的神经相关性。第一项研究评估了 Go/No-Go 方案中的反应抑制和绩效监控 (Tolin 等人,2014),而第二项研究检查了这些相同的功能,还包括反应冲突任务 (即 Stroop) (Hough 等人,2016)。两项研究均未发现各组之间的绩效差异。在神经生物学层面,亨廷顿氏病患者在反应抑制过程中表现出与强迫症组相比明显的过度活跃,尽管研究结果的具体模式有所不同:从右中央前回的单个簇(Tolin 等人,2014 年)到