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1。北京北京大学认知神经科学与学习的国家主要实验室,中国2。IDG/McGovern大脑研究所,北京师范大学,北京,中国IDG/McGovern大脑研究所,北京师范大学,北京,中国
研究文章 | 所有大脑网络的静息状态连接的行为/认知累积效应与 ADHD 症状显着相关 https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.1202-23.2023 收稿日期:2023 年 4 月 19 日 修订日期:2023 年 11 月 30 日 接受日期:2023 年 12 月 18 日 版权所有 © 2024 作者
结果:我们已经证明,从少数前额叶位置进行的静息状态 fNIRS 记录为检测 AD 和监测其进展提供了一种有前途的方法。首先使用高密度连续波 fNIRS 系统来验证 AD 患者前额叶皮质区域相对较低的血流动力学活动。通过使用氧合血红蛋白浓度变化的发作平均标准差作为输入支持向量机的特征;我们随后表明,光学通道子集在预测 AD 的存在和严重程度方面的准确性明显高于偶然性。结果表明,AD 可以用 0.76 的敏感度得分和 0.68 的特异性得分来检测,而 AD 的严重程度可以用 0.75 的敏感度得分和 0.72 的特异性得分(≤ 5 个通道)来检测。
严重的脑损伤可能导致意识障碍 (DOC),如昏迷、植物人状态 (VS)、微意识状态 (MCS) 或闭锁综合征 (LIS)。迄今为止,DOC 的诊断仅依赖于临床评估或主观评分系统(如格拉斯哥昏迷量表),这些系统无法检测到细微的变化,从而导致诊断错误。DOC 患者的误诊率高且无法预测意识的恢复,引起了人们对意识评估的极大研究兴趣。研究人员已经探索了使用各种刺激和神经成像技术来改善诊断。在本文中,我们介绍了静息状态和感官刺激方法的重要发现,并重点介绍了在意识评估中被证明有效的刺激。我们首先根据 (a) 应用/不使用刺激(即感觉刺激/基于静息状态)、(b) 所用刺激类型(即听觉、视觉、触觉、嗅觉或心理意象)、(c) 所用电生理信号(EEG/ERP、fMRI、PET、EMG、SCL 或 ECG)来回顾文献。在感觉刺激方法中,听觉刺激已被广泛使用,因为它对这些患者来说更容易进行。嗅觉和触觉刺激的探索较少,需要进一步研究。情绪刺激,如受试者自己的名字或熟悉声音的叙述或受试者自己的面部/家庭照片或音乐,会引起比中性刺激更强烈的反应。基于静息状态分析的研究采用了复杂性、功率谱特征、熵和功能连接模式等措施来区分 VS 和 MCS 患者。静息状态脑电图和 fMRI 是最先进的技术,在预测昏迷患者的恢复方面具有巨大的潜力。此外,基于 EMG 和心理意象的研究试图从 VS 患者那里获得意志反应,从而可以检测他们的命令执行能力。这可能为与这些患者沟通提供有效的手段。最近的研究采用了 fMRI 和 PET 来了解与心理意象相对应的大脑激活模式。这篇综述促进了我们对用于诊断 DOC 患者的技术的了解,并试图为未来的研究提供思路。
对静息状态的定量评估轻度认知障碍检测:功能性近红外光谱和深度学习方法Dalin Yang 1和Keum-Shik Hong 1,*
摘要 焦虑影响着全球大约 5-10% 的成年人口,给卫生系统带来了沉重的负担。尽管焦虑无处不在,并且对身心健康产生影响,但大多数受焦虑影响的人都没有得到适当的治疗。精神病学领域的当前研究强调需要识别和验证与这种疾病相关的生物标记。神经生理学临床前研究是一种确定大脑节律的主要方法,可以作为焦虑主要特征的可靠标记。然而,虽然神经影像学研究一致表明前额叶皮层和皮层下结构(如杏仁核和海马)与焦虑有关,但对于导致这种疾病的潜在神经生理过程仍缺乏共识。允许非侵入性记录和评估皮质处理的方法可能有助于识别可用作干预目标的焦虑特征。在本研究中,我们将源功率共调节 (SPoC) 应用于具有不同程度焦虑特质的参与者样本的脑电图 (EEG) 记录。 SPoC 的开发是为了寻找空间滤波器和模式,这些滤波器和模式的功率与个体参与者的外部变量共同调节。所获得的模式可以从神经生理学角度进行解释。在这里,我们将 SPoC 的使用扩展到多受试者环境,并使用具有真实头部模型的模拟数据测试其有效性。接下来,我们将 SPoC 框架应用于 43 名人类参与者的静息状态脑电图,这些参与者的特质焦虑评分可用。SPoC 对窄频带数据的受试者间分析揭示了具有神经生理学意义的 θ 波段(4-7 Hz)空间模式,这些模式与焦虑呈负相关。结果特定于 θ 波段,在 alpha(8-12 Hz)或 beta(13-30 Hz)频率范围内未观察到。θ 波段空间模式主要位于额上回。我们讨论了我们的空间模式结果对于寻找焦虑生物标志物的相关性及其在神经反馈研究中的应用。
摘要 焦虑影响着全球大约 5-10% 的成年人口,给卫生系统带来了沉重的负担。尽管焦虑无处不在,并且对身心健康产生影响,但大多数受焦虑影响的人都没有得到适当的治疗。精神病学领域的当前研究强调需要识别和验证与这种疾病相关的生物标记。神经生理学临床前研究是一种确定大脑节律的主要方法,可以作为焦虑主要特征的可靠标记。然而,虽然神经影像学研究一致表明前额叶皮层和皮层下结构(如杏仁核和海马)与焦虑有关,但对于导致这种疾病的潜在神经生理过程仍缺乏共识。允许非侵入性记录和评估皮质处理的方法可能有助于识别可用作干预目标的焦虑特征。在本研究中,我们将源功率共调节 (SPoC) 应用于具有不同程度焦虑特质的参与者样本的脑电图 (EEG) 记录。 SPoC 的开发是为了寻找空间滤波器和模式,这些滤波器和模式的功率与个体参与者的外部变量共同调节。所获得的模式可以从神经生理学角度进行解释。在这里,我们将 SPoC 的使用扩展到多受试者环境,并使用具有真实头部模型的模拟数据测试其有效性。接下来,我们将 SPoC 框架应用于 43 名人类参与者的静息状态脑电图,这些参与者的特质焦虑评分可用。SPoC 对窄频带数据的受试者间分析揭示了具有神经生理学意义的 θ 波段(4-7 Hz)空间模式,这些模式与焦虑呈负相关。结果特定于 θ 波段,在 alpha(8-12 Hz)或 beta(13-30 Hz)频率范围内未观察到。θ 波段空间模式主要位于额上回。我们讨论了我们的空间模式结果对于寻找焦虑生物标志物的相关性及其在神经反馈研究中的应用。
偏向多数人群的算法偏差对机器学习在精准医疗中的应用构成了关键挑战。在本文中,我们评估了脑功能磁共振成像行为表型预测模型中的这种偏差。我们使用两个由混合族裔/种族组成的独立数据集(青春期前与成年)检查了预测偏差。当使用以白人美国人(WA)为主的数据训练预测模型时,非裔美国人(AA)的样本外预测误差通常高于 WA。这种对 WA 的偏差对应于模型学习到的更多类似 WA 的大脑行为关联模式。当仅使用 AA 训练模型时,与仅使用 WA 或相同数量的 AA 和 WA 参与者进行训练相比,AA 预测准确度有所提高,但仍低于 WA。总体而言,结果表明,需要谨慎对待当前大脑行为预测模型在少数族裔人群中的应用,并进行进一步研究。
多项神经影像学研究表明,CA 后 5 天内 DWI 的变化预示着不良预后。8-15 然而,DWI 分析的时机至关重要,因为弥散值在缺氧后不久就会发生变化。10 此外,虽然 DWI 是不良预后的有力预测指标,但它不够敏感,无法识别出预后良好的患者。大脑的自发活动不是随机的,而是在功能网络中组织的。16 静息状态 fMRI (rs-fMRI) 是绘制患者和健康志愿者大脑功能连接 (FC) 的有力工具。17 多项研究报告称,rs-fMRI 可以区分慢性脑损伤患者的意识状态,FC 下降与意识受损程度相关。18 最近有研究表明,fMRI 可以检测到脑创伤后昏迷患者对被动刺激反应的早期意识迹象 19 并且 FC 强度与昏迷后缺氧患者的良好长期预后相关。 20 然而,rs-fMRI 尚未系统地评估对昏迷后缺氧患者的早期预后。我们的研究旨在使用 rs-fMRI 和机器学习方法预测昏迷结果(即意识恢复与昏迷状态;即良好与不良结果)。我们专注于特别具有临床意义的病例,特别是昏迷的早期缺氧后患者和标准多模态测试后预后不确定的患者。