中枢神经系统 (CNS)(大脑和脊髓)和周围神经系统 (PNS) 之间存在关键差异,例如神经胶质细胞类型、是否有血脑屏障保护、突触连接模式等。然而,这两个神经系统分支之间还有许多相似之处,包括神经元结构和功能、神经免疫和神经血管相互作用,以及或许最重要的是神经可塑性(包括神经元存活、神经突生长、突触形成、神经胶质生成等过程)和神经退行性(神经元死亡、周围神经病变,如轴突病变和脱髓鞘)之间的平衡。本文汇集了有关 CNS 和 PNS 之间神经系统健康和疾病的共同机制的最新研究证据,特别是肥胖和糖尿病等代谢疾病。这一证据支持了以下观点:神经系统的两部分密切相关,之前研究不足的中枢神经变性或周围神经变性情况实际上可能通过共同的遗传和细胞机制同时在整个神经系统中表现出来。由于大脑研究和周围神经研究之间的研究孤岛以及神经科学研究领域过分强调大脑,这一主题尚未得到充分探索。在人体的这一神经系统中,神经元如何保持健康而不是遭受损伤和疾病可能存在共同且相互关联的机制——这为理解神经疾病病因和未来神经保护疗法的开发提供了新的机会。
摘要。当代神经科学高度关注机器学习和网络分析的协同使用。事实上,网络神经科学分析大量利用了聚类指标和统计工具。在这种情况下,功能性近红外光谱 (fNIRS) 和脑电图 (EEG) 的综合分析提供了有关大脑电和血流动力学活动的互补信息。证据支持神经血管耦合介导大脑处理的机制。然而,人们对这些技术如何表示特定的神经活动模式还不太了解。在这里,我们使用源空间分析和图论方法,研究了同步 EEG 和 fNIRS 连接组之间、跨频带的静息状态大脑功能网络的拓扑特性。我们观察到,在全局级别分析中,两种模态的小世界拓扑网络特征。边缘分析指出,与 EEG 相比,氧合血红蛋白的半球间连接性增强,且各个频带没有差异。我们的结果表明,从 fNIRS 中提取的图形特征可以反映神经活动的短程和长程组织,并且能够表征静息状态下的大规模网络。需要进一步开发两种模态的综合分析,以充分利用每种模态的附加值。然而,本研究强调,可以采用多模态源空间分析方法来研究健康静息状态下的大脑功能,从而为未来在任务和病理学中的工作奠定基础,并有可能获得神经系统疾病的新型综合生物标志物。
摘要 — 急性缺血性卒中脑电活动与脑组织低灌注有关,是神经血管耦合的表现。EEG 可适用于紧急情况下的床边功能监测。我们旨在研究超急性缺血性卒中 EEG 变化(用床边无线 EEG 测量)与低灌注核心半暗影 CT 灌注 (CTP) 体积之间的关系。此外,我们还研究了 EEG 和 CTP 参数与 NIHSS 测量的神经功能缺损之间的关联。我们对 31 名在症状出现后 4.5 小时内登记的前部急性缺血性卒中患者的 EEG、CTP 和临床资料进行了分析和处理。结果表明,Delta/alpha 比率 (DAR)、(delta + theta)/ (alpha + beta) 比率 (DTABR) 和相对 delta 功率与总低灌注量呈正相关 (q = 0.72; 0.63; 0.65),而 alpha 则与总低灌注量呈负相关 (q = 2 0.66)。DAR、DTBAR 和相对 delta 和 alpha 参数也与缺血核心体积相关 (q = 0.55; 0.50; 0.59; 2 0.51)。相同的 EEG 参数和 CTP 体积与入院时 NIHSS 呈显著关系。多元逐步回归显示,DAR 是入院时 NIHSS 的最强预测因子 (p < 0.001)。本研究结果表明,脑电图参数的超急性改变与低灌注组织的程度高度相关,突出了定量脑电图作为评估中风严重程度的补充工具的价值及其在急性缺血性中风监测中的潜在作用。
摘要在功能磁共振成像中,血液动力学反应函数(HRF)是对脑血流动力学和氧代谢的局部变化的刻板印象,原因是短暂(<4 s)引起的神经活动。因此,在数据分析中,HRF通常用作脉冲响应,并具有线性的假设。在认知衰老研究中,将大脑激活的差异解释为与年龄相关的神经活动的变化非常普遍。与此假设相反,有证据表明正常衰老也可能会显着影响脉管系统,从而影响脑血动力学和代谢,从而使FMRI认知衰老研究的解释混淆。在这项研究中,使用了多种感觉任务,以唤起约87%的脑皮质在认知完整成年人中的HRF,年龄在22至75岁之间。这种广泛的激活使我们能够研究大多数皮质灰质中HRF特征的空间分布的年龄趋势,我们称这是全球年龄趋势。任务引起了正面和负HRF,它们使用天然空间坐标中的无模型参数进行了特征。我们发现,在幅度(例如峰值振幅和对比度比率)和时间动力学(例如,全宽度为半宽度最大最大)方面,HRF参数分布的明显全球年龄趋势。我们的发现提供了有关年龄依赖性变化如何影响神经血管耦合的洞察力,并显示出将HRF参数用作与年龄相关病理学的非侵入性指标的希望。
脑小血管疾病(CSVD)是一种常见的慢性和进行性疾病,可导致精神和认知障碍。对大脑结构和功能的损害可能在CSVD患者的神经精神疾病中起重要作用。越来越多的证据表明功能变化伴随着相应大脑区域的结构变化。因此,正常的结构 - 功能耦合对于最佳的大脑表现至关重要,并且在许多神经和精神病障碍中都可以找到破坏的结构 - 功能耦合。迄今为止,大多数对CSVD患者的研究都集中在单独的结构或功能上,包括减少白质体积和血流的减少,导致认知功能障碍。但是,关于CSVD患者的大脑结构 - 功能偶联的研究很少。近年来,随着多级(素海,神经血管,区域水平和网络水平)的快速发展,基于多模式磁共振成像(MRI)的大脑结构 - 功能耦合分析方法,已提供了新的证据,以揭示大脑功能和结构异常和结构的异常和认知能力和认知能力的相关性。因此,研究大脑结构 - 功能耦合在CSVD患者的认知障碍的神经生物学机制方面具有潜在的重要性。本文主要描述了基于多模式MRI的当前流行的大脑结构 - 功能耦合分析技术,以及这些耦合技术在CSVD和认知障碍方面的重要研究进度,以研究对CSVD的发病机理和早期诊断的研究。
推荐引用推荐引用Visvanathan,Abhirami; Saulnier,Olivier; Chen,Chuan;霍尔迪普尔,帕尔西夫;奥利斯(Orisme),怀尔德(Wilda); Alberto的Delaidelli; Shin,Seungmin;米尔曼,杰克;科比,安德鲁; Abeysundara,Namal;吴,Xujia;亨德里克斯(Liam D);帕蒂尔,维卡斯; Zahedeh Bashardanesh;戈尔瑟(Joseph);利文斯顿,布林G;中岛,武马; Funakoshi,Yusuke; ong,温妮; Rasnitsyn,Alexandra; Aldinger,金伯利A;里奇曼(Richman),科里(Cory M); Van Ommeren,Randy;李,约翰·J·; Ly,Michelle; Vladoiu,Maria C;凯特林的卡拉斯;巴林,波琳娜;埃里克森(Erickson),安德斯(Anders W);方,弗农;张,乔;苏阿雷斯,劳尔A;王,豪;黄,宁;帕洛塔,乔纳尔·G;道格拉斯(Tajana); Haapasalo,Joonas; Razavi,Ferechte; Silvestri,Evelina; Sirbu,Olga;索曼莎(Samantha)蠕虫; Kameda-Smith,Michelle M;吴,小牛;丹尼尔斯,克雷格; Michaelraj,Antony K;巴杜里(Bhaduri),阿帕纳(Aparna);丹尼尔·舒拉梅克;铃木,Hiromichi; Garzia,Livia;艾哈迈德,纳比尔;克莱德曼(Kleinman),克劳迪亚(Claudia L);斯坦,林肯D;德克斯,彼得;邓纳姆,克里斯托弗;纳达(Jabado),纳达(Nada); Rich,Jeremy N;李,魏; Sorensen,Poul H; Wechsler-Reya,Robert J;魏斯,威廉A; Millen,Kathleen J;埃里森(David W) Dimitrov,Dimiter S;和泰勒(Michael D),“早期的菱形唇脂蛋白+VE干细胞中的人类特异性神经血管生态裂市场启动并维持3组髓母细胞瘤”(2024)。教职员工出版物。2593。https://digitalcommons.library.tmc.edu/baylor_docs/2593
血流动力学反应函数 (HRF) 表示将神经活动与功能性磁共振成像 (fMRI) 信号联系起来的传递函数,用于对神经血管耦合进行建模。由于 HRF 受非神经因素的影响,迄今为止,它在很大程度上被视为混杂因素,或在许多分析中被忽略。然而,潜在的生物物理学表明 HRF 可能包含有意义的神经活动关联,而这些关联可能无法通过传统的 fMRI 指标获得。在这里,我们通过对 25 名健康对照者(扫描两次)和 44 名强迫症 (OCD) 成人(接受 4 周强化认知行为疗法 (CBT) 之前和之后)的纵向样本的静息态 fMRI 数据进行反卷积来估计 HRF。在包括尾状核在内的区域中,OCD 的 HRF 反应高度、达峰时间和半峰全宽 (FWHM) 在治疗前异常,治疗后恢复正常。使用机器学习,治疗前 HRF 预测治疗结果(OCD 症状减轻)的准确率为 86.4%。治疗前尾状核头部的 HRF 反应高度和尾状核尾部的峰值时间是治疗反应的主要预测因素。尾状核尾部的峰值时间可能具有新的重要性,而尾状核尾部是使用传统 fMRI 激活或连接测量方法在强迫症研究中通常不会识别的区域。此外,尾状核头部的反应高度可预测治疗后的强迫症严重程度(R=-0.48,P=0.001),并与治疗相关的强迫症严重程度变化相关(R=-0.44,P=0.0028),强调了其相关性。由于 HRF 是一种对大脑功能、强迫症病理和干预相关变化敏感的可靠标记,这些结果可以指导未来的研究,找到通过传统 fMRI 方法(如标准 BOLD 激活或连接)无法实现的新发现。
手术计划在准备任何神经肿瘤干预措施时似乎是基本支柱[1]。它不仅允许外科医生分析和研究患者的特定解剖结构,重要的神经血管结构以及病变的建筑及其关系,而且还提供了预测多种术中情景的可能性。所有这些知识可以帮助外科医生进入手术室。要尽可能安全地执行神经外科干预措施,除了具有坚实的神经解剖学知识外,研究每个患者的结构细微差别至关重要,因为它们可能与标准差异不同。在当前实践中,这主要是通过对术前成像研究进行深入分析来实现的[2]。但是,测试的结果通常以二维(2D)切片表示,外科医生的任务是研究这些图像并创建一个心理图像,其中该2D信息被转换为三维(3D)风景,一旦经过手术场就可以找到该图像。这不是一件容易的事,因为它需要大量的经验,包括分析常规2D图像和将“精神可视化”解剖结合与手术过程中看到的真实解剖结构[3]。如今,持续的技术进步提供了有价值的工具,可将3D解剖结构可视化,这些结构从患者成像术前测试中得出的2D切片[4]。,但这不仅限于创建患者解剖结构的3D重建,而且还将其整合到虚拟现实(VR)环境中[5,6]。通过在虚拟和/或增强现实(AR)可视化系统中实施这些3D对象,外科医生可以从外科手术的角度以更有效的方式研究不同结构之间的关系。这种沉浸式方法允许外科医生将患者的3D重建放在
大脑亚慢振荡 (ISO) 是内源性 (E;0.005–0.02 Hz)、神经源性 (N;0.02–0.04 Hz) 和肌源性 (M;0.04–0.2 Hz) 频带中血管运动的来源。在本研究中,我们同时测量 22 名健康参与者静息状态下前额的 2 通道宽带近红外光谱和 EEG,量化了前额氧合血红蛋白 (Δ[HbO]) 和氧化还原态细胞色素 c 氧化酶 (Δ[CCO]) 浓度的变化作为血流动力学和代谢活动指标,量化了脑电图 (EEG) 功率作为电生理活动。预处理后,使用广义部分定向相干性分析多模态信号,在每个 E/N/M 频带中构建三个神经生理指标(简化符号为 HbO、CCO 和 EEG)之间的单侧神经生理网络。这些网络中的链接代表神经血管、神经代谢和代谢血管耦合(NVC、NMC 和 MVC)。结果表明,神经活动和代谢(EEG 和 CCO)对氧气的需求驱动了静息前额叶皮质所有 E/N/M 波段的血流动力学供应(HbO)。此外,为了研究颅内光生物调节 (tPBM) 的影响,我们进行了一项假对照研究,向同一参与者的左、右前额叶皮质发射 800 纳米激光束。在执行相同的数据处理和统计分析后,我们获得了新颖而重要的发现:在前额皮质两侧传递的 tPBM 触发了三个神经生理实体(即 HbO、CCO 和 EEG 频率特定功率)之间的定向网络耦合的改变或逆转在 E 和 N 波段的生理网络中,表明在 tPBM 后时期,代谢和血流动力学供应都会驱动 PFC 定向网络耦合中的电生理活动。总体而言,这项研究表明,tPBM 有助于显着调节神经生理网络在电生理、代谢和血流动力学活动中的方向性。
研究设计。使用Roy-Camille和Magerl技术在98名年轻,无症状的北美志愿者中确定螺丝螺丝长度。目标。使用下轴颈椎中的Roy-Camille和Magerl技术提供可靠的螺丝长度螺钉长度数据。背景数据摘要。过去已经使用不同的子测量特性和小样本量研究了横向质量螺钉长度。结果表明,螺钉长度和影响因子的差异很大。不适当的螺丝长度会导致螺钉插入,小平面关节损伤或固定不足时神经血管损伤。方法。双层螺钉长度在每个脊柱水平上通过C3 – C7进行双侧测量98名年轻志愿者的C3 – C7,使用计算机断层扫描重建,通过在Roy-Camille和Magerl技术的螺钉平面上获得的侧向质量进行重建。结果。使用这两种技术,轨迹在C4 – C6处长长,在C3处较短,在C7处最短。与所有水平的FE雄性相比,男性的螺钉长度更大。与Roy-Camille Technique相符时,在C3 – C6水平下的平均MAGER螺钉长度约为C3 – C6水平的2.6毫米,在C7水平上长1.3毫米。螺钉长度与人体测量值(包括身材,体重和颈部长度)之间存在最小的相关性。结论。使用这两种技术在每个亚轴向级别都存在显着变化。我们建议使用术前斜斜计算的Tomogra-Phy扫描来确定每个级别固定固定的螺钉长度,这为螺钉长度提供了术前模板的最准确技术。