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使用脑电图数据
摘要 - 这项工作的目的是使用癫痫患者的脑电图数据，并使用交叉频谱密度（CPSD）分析大脑区域之间的连通性。我们通过去除癫痫发作的人来获取76个脑电图疗程中的数据。然后，我们为每个患者计算了210个电极对的CPSD。最初，我们在整个样品中计算了CPSD，然后根据与不同大脑状态相关的频段进行了分层。我们观察到大脑轮毂，默认模式网络（DMN）和附加到DMN的抗相关网络。大脑的连通性随频率变化而变化，因此大脑状态。EEG分析是一种相对便宜，持续时间较长，而更方便的方法比fMRI，但提供了类似的信息。类似的研究可用于识别大脑连接模式，而大脑通过为任务收集脑电图数据来执行特定任务。关键字 - ：大脑连接，集线器，脑电图
迷幻药可以调节发育性口吃患者的大脑功能：一种新的治疗视角？
发育性口吃 (DS) 是一种神经发育性言语运动障碍，其特征是阻塞、重复和延长等症状。持续性 DS 通常会对生活质量产生重大负面影响，并且对其的干预效果有限。在此，我们简要回顾了有关 DS 神经生理基础的现有研究 - 特别是大脑代谢和默认模式/社会认知网络 (DMN/SCN) 异常 - 并认为可以考虑和研究迷幻化合物（例如，在随机临床试验中）来治疗 DS。DS 的神经背景可能是异质性的，并且基底神经节和言语运动皮层区域的代谢缺陷的遗传决定因素的一些贡献被认为在 DS 症状的出现中发挥作用，这可能导致一系列事件导致言语运动执行受损。在持续性唐氏综合征中，言语困难通常与一系列相关方面有关，例如社交焦虑和社交回避。在这种情况下，SCN 和 DMN（也影响一系列额顶叶、躯体运动和注意力网络）可能在恶化语言障碍方面发挥了作用。有趣的是，迷幻药可以改变大脑代谢和 SCN/DMN 连接，这已被证明可以改善一些精神疾病（例如抑郁症、创伤后应激障碍等）的临床证据，这些疾病与反刍和社交焦虑等心理结构有关，而这些心理结构也往往存在于持续性唐氏综合征中。到目前为止，虽然还没有对迷幻药对唐氏综合征的影响进行过对照试验，但轶事证据表明这些药物可能对口吃及其相关特征有益。我们认为，迷幻药值得在唐氏综合征中研究。
患者患者的大脑网络特征 -
现代脑成像技术与复杂网络理论的组合，即图理论提供了分析人脑网络的强大工具（Power等，2010； Wang和Wang，2014）。大脑功能网络的研究为理解病理机制，然后为早期诊断神经精神疾病的帮助提供了一种新的观点（Wang等，2021）。先前的研究表明，PSD可能是由于某些特定的大脑网络的损害引起的（Boes等，2015）。Zhang等。 （2019）使用功能性磁共振成像（fMRI）扫描了情感网络中的杏仁核，以研究静止状态下左颞叶梗塞的PSD患者脑功能网络的特征。 他们发现PSD与损坏的脑网络的重组密切相关，该网络主要涉及杏仁核和前额叶皮层。 同样，Shi等人。 （2017）在静止状态下从扣带回皮质中收集了fMRI数据，并比较了带有和没有PSD的中风幸存者之间默认模式网络（DMN）的拓扑特性。 结果表明，PSD患者的前扣带回皮质与前额叶皮层，扣带回皮层和运动皮质的功能连通性显着降低。 然而，增强了前扣带回皮层与海马，帕拉希帕克宫，岛岛和杏仁核的功能连通性。 这些表明PSD的发病机理可能与DMN中的连通性改变有关。 Balaev等。Zhang等。（2019）使用功能性磁共振成像（fMRI）扫描了情感网络中的杏仁核，以研究静止状态下左颞叶梗塞的PSD患者脑功能网络的特征。他们发现PSD与损坏的脑网络的重组密切相关，该网络主要涉及杏仁核和前额叶皮层。同样，Shi等人。（2017）在静止状态下从扣带回皮质中收集了fMRI数据，并比较了带有和没有PSD的中风幸存者之间默认模式网络（DMN）的拓扑特性。结果表明，PSD患者的前扣带回皮质与前额叶皮层，扣带回皮层和运动皮质的功能连通性显着降低。然而，增强了前扣带回皮层与海马，帕拉希帕克宫，岛岛和杏仁核的功能连通性。这些表明PSD的发病机理可能与DMN中的连通性改变有关。Balaev等。（2018）进一步证明了PSD患者的DMN和显着性网络都发生了变化。在另一项静止状态fMRI研究中，Egorova等人。（2018）发现，左侧背侧前额叶皮层与PSD患者的右上边缘回合之间的功能连通性大大降低，并且额心认知控制网络中连通性的下降与抑郁症的严重程度呈正相关。通常，这些研究发现PSD患者的前额叶皮层，杏仁核或海马区域的脑网络连通性异常。然而，对静息状态的大脑网络特性进行了最多的研究，此外，从改变的大脑功能网络的角度来看，它们的结果尚无定论。
纵向研究
大脑在健康衰老的病理和功能水平上经历了许多变化。这项研究采用了OASIS-3研究（n = 300）的纵向和多模式成像数据集，并探讨了健康衰老中淀粉样蛋白β（A 𝛽）积累与功能性脑组织之间可能的关系。我们使用匹兹堡化合物-B（PIB）使用正电子发射断层扫描（PET）来量化大脑中的A累积和静止状态功能性MRI（RS-FMRI）来测量大脑区域的功能连通性（FC）。每个参与者至少有2到3个随访访问。线性混合效应模型用于检查整个大脑的累积和FC的纵向变化。我们发现，边缘和额叶净作品的年度A积累较大，而衰老的FC下降较慢。此外，基线时杏仁核网络中A 𝛽沉积的量减慢了其衰老中FC的下降。此外，边缘，默认模式网络（DMN）和额叶网络的功能连通性加速了其功能高度连接的区域的A𝛽传播。somatomotor和Visual网络的功能连通性加速了边缘，额叶和DMN网络中大脑区域的a𝛽传播。这些发现表明，功能枢纽功能连通性的下降速度较慢，可以补偿其在衰老中的大量积累。从一个大脑区域到另一个大脑区域的繁殖可能取决于它们的功能连接强度。
多动症
注意力缺陷多动障碍 (ADHD) 是一种发育障碍，其特征是难以控制自己的行为。神经影像学研究将 ADHD 与额顶叶注意力系统与默认模式网络 (DMN；Castellanos 和 Aoki，2016) 的相互作用联系起来。然而，一些结果并不一致，这可能是由于定义大脑功能网络（即功能连接阈值和/或大脑分区方案）时的分析策略的方法差异造成的。在这里，我们利用拓扑数据分析 (TDA) 来探索大脑连接组作为过滤值（即连接阈值）的函数，而不是使用静态连接阈值。具体而言，我们将从所有节点被隔离到连接到单个组件的转变描述为过滤值的函数。我们探索了这种方法的实用性，以识别 81 名 ADHD 儿童（45 名男性，年龄：7.26 – 17.61 岁）和 96 名正常发育儿童（TDC；59 名男性，年龄：7.17 – 17.96 岁）之间的差异，使用人类受试者静息状态 (rs)fMRI 的公共数据集。使用四种不同的大脑分割（图谱）时，结果高度一致，并且显示出 ADHD 儿童的大脑拓扑结构存在显著差异，无论是在全脑网络还是功能子网络层面，尤其是涉及额叶和 DMN。因此，这是一种可靠的方法，可以补充连接组学相关方法，并可能有助于识别 ADHD 的神经生理病理。
静息状态下创意大脑的社区结构 - CDN
最近的研究深入了解了个体间创造性思维的差异，重点关注分布式大规模大脑网络的特征，包括大脑区域的局部层面及其成对相互作用以及整个大脑的整体层面。然而，创造性思维与中观网络特征（如群落和枢纽组织）的关系仍不清楚。我们采用数据驱动的方法来检查来自大量参与者的静息态功能成像数据中的群落和枢纽结构，以及它们与创造性思维的个体差异之间的关系。首先，我们计算了每个参与者的大脑区域被分配到同一个群落的概率。我们发现，创造性思维能力的提高分别与内侧颞叶和皮层下区域被分配到同一个群落的增加和减少有关，这表明创造力能力可能反映在大脑网络中观组织的个体间差异中。然后，我们使用参与者特定的社区来识别网络枢纽（其连接形成跨越不同社区边界的桥梁的节点），并根据其参与系数进行量化。我们发现 DMN 和内侧颞叶区域的枢纽增加分别与创造能力呈正相关和负相关。这些发现表明，创造能力可能反映在 DMN 和内侧颞叶结构的社区互动中的个体间差异中。总的来说，这些结果证明了研究中尺度大脑网络特征与创造性思维的关系的成果。
功能性大脑的连通性在整个人类生命周期中变化：从胎儿发育到老年
缩写：ALFF，低频波动的幅度； AUD，听觉网络；大胆，血氧水平依赖； CO，Cingulo-Obercular网络； Co/sal，Cingulo-opercular/显着网络；丹，背注意网络； DMN，默认模式网络（a，前p，p，postterior，v，腹侧）; FC，功能连接； FP，额叶网络； GA，胎龄； ICA，独立组件分析； MN，电机网络； MRI，磁共振成像； Reho，区域同质性； ROI，感兴趣的地区； SAL，显着网络； SMN，感觉运动网络； Van，腹注意网络； VIS，视觉网络。
功能性大脑的连通性在整个人类生命周期中变化：从胎儿发育到老年
缩写：ALFF，低频波动的幅度； AUD，听觉网络；大胆，血氧水平依赖； CO，Cingulo-Obercular网络； Co/sal，Cingulo-opercular/显着网络；丹，背注意网络； DMN，默认模式网络（a，前p，p，postterior，v，腹侧）; FC，功能连接； FP，额叶网络； GA，胎龄； ICA，独立组件分析； MN，电机网络； MRI，磁共振成像； Reho，区域同质性； ROI，感兴趣的地区； SAL，显着网络； SMN，感觉运动网络； Van，腹注意网络； VIS，视觉网络。
研究论文 静息状态下原发性眼睑痉挛患者的体素级全脑功能连接异常
背景。原发性眼睑痉挛 (BSP) 是最常见的局灶性肌张力障碍之一，其病理生理机制尚不清楚。采用无偏方法观察静息状态下 BSP 患者的全脑功能连接 (FC) 变化。方法。共招募 48 名受试者，包括 24 名未经治疗的 BSP 患者和 24 名健康对照者，进行功能性磁共振成像 (fMRI)。采用全脑 FC (GFC) 方法分析静息态 fMRI 数据。我们设计了支持向量机 (SVM) 方法来确定是否可以利用 GFC 异常来区分患者和对照组。结果。与健康对照者相比，BSP 患者的双侧上内侧前额皮质/前扣带皮层 (MPFC/ACC) 的 GFC 显著降低，而右侧中央后回/中央前回/副中央小叶、右侧上额叶 (SFG) 和左侧副中央小叶/补充运动区 (SMA) 的 GFC 升高，这些区域均包含在默认模式网络 (DMN) 和感觉运动网络中。SVM 分析表明，右侧中央后回/中央前回/副中央小叶中升高的 GFC 值可将患者与对照者区分开来，最佳准确度、特异度和灵敏度分别为 83.33%、83.33% 和 83.33%。结论。本研究表明感觉运动网络和 DMN 相关脑区 GFC 异常可能是 BSP 病理生理的基础，这为理解 BSP 提供了新的视角。右侧中央后回/中央前回/中央旁小叶的 GFC 可作为潜在的生物标志物，用于区分 BSP 患者和对照组。
以并行或串行模式执行的高效功能性磁共振成像神经反馈训练中策略执行和反馈处理的大脑网络
神经反馈 (NF) 是一种复杂的学习场景，因为任务包括尝试心理策略，同时处理反馈信号，该反馈信号表示大脑区域被激活，需要自我调节并充当潜在的奖励信号。为了剖析这些子组件，我们在两种范式中获得了与有效自我调节相关的全脑网络：并行，其中任务是同时执行的，将反馈与策略执行相结合；串行，其中任务是连续执行的，将反馈处理与策略执行分开。20 名参与者在 2 周的 18 个疗程中尝试使用功能性磁共振成像 (fMRI) NF 控制他们的前中扣带皮层 (aMCC)，使用认知和情感心理策略。我们分析了串行和并行范式中 aMCC 激活最大的 NF 训练运行中的全脑 fMRI 激活。串行范式中策略执行和反馈处理周期的相等长度允许以相等的功率描述两个任务子组件。得到的激活图与功能注释的内在连接脑图 (BM) 在空间上相关。平行条件下的大脑激活与基底神经节 (BG) 网络、扣带回-岛叶网络 (CON) 和额顶叶控制网络 (FPCN) 相关；串行策略执行条件下的大脑激活与默认模式网络 (DMN)、FPCN 和视觉处理网络相关；而串行反馈处理条件下的大脑激活主要与 CON、DMN 和 FPCN 相关。额外的比较表明，BG 激活是平行范式的特征，而超缘回 (SMG) 和颞上回 (STG) 激活是串行范式的特征。