基于语言双流模型的卒中后失语右脑功能网络研究

目的探究右脑功能网络在左侧脑损伤卒中后失语(PSA)的效应特点。方法2018年12月至2019年6月,招募左脑半球损伤PSA患者12例(患者组)和匹配的健康成年人12例(对照组),以双流语言模型为参照,应用静息态功能磁共振观察右脑功能网络特征。结果2例患者脱落。与对照组相比,在语言背侧通路中,患者组缘上回至额中回、三角部额下回功能连接增强,中央后回至岛盖部额下回功能连接降低;在语言腹侧通路中,角回至眶部额下回功能连接增强;在腹、背侧双通路模型中,语言功能皮质至皮质下核团功能连接增强,额、颞叶和边缘系统功能连接减弱。三角部额下回至豆状壳核功能连接增强与复述能力呈负相关(r=-0.720,P<0.05),岛盖部额下回至尾状核功能连接增强与说和复述能力呈负相关关系(r<-0.696,P<0.05)。患者组右脑语言关键脑区局部网络指标和全局指标均与对照组有显著性差异(|t|>2.143,P<0.05)。结论PSA患者右脑功能网络在脑卒中后发生功能重组,语言关键皮质与皮质下核团功能连接增强可能是右脑代偿的关键环节。     

右侧小脑对卒中后失语的潜在作用：基于格兰杰因果分析的初步研究

目的 基于静息态功能磁共振技术(rs-fMRI),运用格兰杰因果分析(GCA),探讨左侧大脑半球卒中后失语(PSA)患者语言相关脑区的功能重组状况,为PSA语言网络重组提供理论依据。方法 2019年5月至2021年5月,本院康复医学科住院的19例左侧大脑半球PSA患者(病例组)和17例性别、年龄匹配的健康人(对照组)行rs-fMRI扫描,病例组行中文版西方失语症成套检验评估。采用Restplus软件包对fMRI数据进行分析,选择组间对比低频震荡振幅值(ALFF)有明显显著性差异的区域作为感兴趣区(ROI),运用GCA分析有效连接的差异。结果 病例组全脑ALFF低于对照组,其中左侧额下回三角部(LIFGtri)及左侧额中回(LMFG)的ALFF值低于对照组(P < 0.05)。与对照组相比,LIFGtri到LMFG以及LMFG到右侧小脑CrusⅠ的有效连接强度降低;右侧小脑CrusⅡ到LIFGtri、右侧小脑CrusⅠ到LMFG的有效连接强度增高。结论 PSA患者LIFGtri和LMFG的ALFF值明显减低,伴随LIFGtri→LMFG的有效连接降低;右侧小脑CrusⅠ、Ⅱ分别对LMFG、LIFGtri的有效连接增强。右侧小脑可能是PSA患者促进语言恢复的潜在调控位点。     

多变量模式分析观察慢性颈肩痛患者静息态下脑功能连接变化

目的 基于多变量模式分析(MVPA)观察慢性颈肩痛(CNSP)患者静息态下全脑功能连接改变。方法 对27例CNSP患者(CNSP组)及15名健康受试者(对照组)采集头部静息态功能MRI(rs-fMRI),对CNSP组行视觉模拟量表(VAS)评分。以偏相关法基于rs-fMRI构建脑网络，以MVPA法对CNSP及健康受试者进行分类，定位组间存在差异的功能连接，分析CNSP组上述功能连接强度与VAS评分的相关性。结果 以MVPA法区分CNSP进行分类的准确率为90.48%。组间脑功能连接强度存在差异脑区涉及默认网络、额顶网络、边缘网络及感觉运动网络等。CNSP患者右侧眶部额下回-左侧缘上回功能连接强度与VAS评分呈负相关(r=-0.496,P=0.009),左侧眶部额中回-左侧角回、左侧枕中回-左侧枕上回功能连接强度与VAS均呈正相关(r=0.398、0.461,P=0.039、0.015)。结论 CNSP患者脑网络内与疼痛感受及情绪异常相关的眶部额下回、眶部额中回、角回、枕中回及枕上回等多个脑区存在功能连接异常。     

脑机接口综合康复训练对亚急性期脑卒中疗效的静息态功能磁共振研究

目的 探索亚急性期脑卒中患者接受基于运动想象的脑机接口(BCI)综合康复训练后,上肢运动功能和神经可塑性变化。 方法 2018年1月至2019年6月,中重度上肢功能障碍的亚急性期脑卒中患者14例,接受综合康复训练4周,内容包括基于运动想象的BCI训练、常规运动疗法和作业疗法。训练前后,采用Fugl-Meyer评定量表上肢部分(FMA-UE)、手臂动作调查测试(ARAT)和Wolf运动功能测试(WMFT)进行评定;以感觉运动区及额叶内侧为种子点,行静息态功能磁共振扫描,比较种子点功能连接。 结果训练后,患者FMA-UE、ARAT和WMFT评分均明显升高(|t| > 5.298, Z = -3.297, P < 0.01);颞、额、枕、顶叶多个脑区间功能连接增强。其中左侧顶叶前梨状皮质区(BA5L)与右侧额叶下脚后区(BA48R)之间的连接、左侧中央前回背侧(BA4L)和右侧前颞横回(BA41R)之间的连接与上肢运动功能评分正相关( r > 0.416, P < 0.05)。 结论 基于运动想象的BCI综合康复训练能改善亚急性期脑卒中患者上肢运动功能,促进脑功能网络活动。     

视神经脊髓炎患者默认网络及额顶网络功能连接的研究

目的采用独立成分分析(independent component analysis,ICA)方法分析静息态功能磁共振成像(resting-state functional magnetic resonance imaging,rsf MRI)数据,观察视神经脊髓炎(neuromyelitis optica,NMO)患者大脑默认网络(default mode network,DMN)及额顶网络(frontoparietal network,FPN)功能连接的异常以及与临床评分的相关性。材料与方法对我院20例NMO患者(NMO组)及20名健康对照者(正常对照组)行静息态f MRI扫描,所得数据利用DPARSFA软件预处理,然后利用GIFT软件行ICA分析,并用SPM8比较两组默认网络及额顶网络功能连接的差异,同时分析有差异脑区的时间序列信号与临床扩展残疾状态量表评分及病程的相关性。结果与对照组比较,NMO组DMN功能连接增强的脑区包括双侧舌回,延伸到右侧顶上小叶及左侧辅助运动区;功能连接减弱的脑区包括右侧额中回及右侧枕中回;NMO组FPN功能连接减弱的脑区为双侧楔叶,无功能连接增强的脑区。右侧舌回与病程呈正相关(r=0.682,P0.05)。结论 NMO患者静息态DMN、FPN均存在功能连接异常,提示患者的脊髓及视神经病变不仅引起患者相应的临床症状,局部结构损伤所致的功能改变也不仅仅局限于病变对应的区域,脑功能网络是一个复杂的互相关联的网络,存在损伤与代偿的复杂过程。     

分裂样精神病患者的脑电地形图分析

对40例首次发病的分裂样精神例患者及40例正常人的脑电地形图(Brain Electrical Activity Mapping BEAM)脑部各区域、各频段功率值对比分析,发现分裂样精神例患者的脑电功率值在双侧额、颞、中确等区域均有慢波频段(δ、θ)功率值增高,双侧枕区α_1频段功率值增高,双侧枕区均有α_1频段功率值降低。β频段功率值各区域两组之间无明显差异,左、右两半球各对称区域各频段峰值基本相等。     

基于功能性近红外光谱技术的脑卒中后上肢运动功能障碍患者单侧上肢训练和双侧上肢训练脑网络功能连接对比研究

目的 采用功能性近红外光谱(fNIRS)比较上肢运动功能障碍脑卒中患者单侧和双侧上肢运动时的脑网络功能连接差异。方法 2021年4月至6月,华山医院康复医学科脑卒中后上肢运动功能障碍患者40例分别行患侧单侧和双侧上肢运动,运动前后各采集fNIRS数据8 min,基于氧合血红蛋白,分析前额叶(PFC)、上肢与手功能区(H)以及初级躯体感觉区(S1)的功能活动和功能连接。结果 单侧任务后,患侧H区功能活动较运动前增强(t = -3.135, P < 0.05),患侧H区与患侧S1区、患侧H区与健侧S1区、患侧S1区与健侧S1区间功能连接强度较任务前增强(|t| > 3.218, P < 0.05)。双侧任务后,各区功能强度和各区间功能连接均无显著性差异(|t| < 2.385, P > 0.05)。单侧任务对患侧H区功能连接的增强效应高于双侧任务(t = 2.026, P < 0.05)。结论 相比双侧任务,脑卒中患者单侧上肢训练对强化相应功能脑区的即时效果更好,可对脑功能连接产生更明显的调控效应。     

颈椎病慢性颈肩痛患者脑功能网络研究

目的基于静息态功能磁共振成像通过独立成分分析(independent component analysis,ICA)方法探讨颈椎病慢性颈肩痛患者脑网络内功能连接改变。材料与方法搜集20例脊髓型颈椎病患者(cervical spondylotic myelopathy,CSM)、30例颈椎间盘突出患者(无脊髓压迫)(cervical disc herniation,CDH)以及社会招募30例健康对照者(healthy control,HC),采集其静息态功能磁共振数据并利用ICA方法提取出静息态脑网络,通过方差分析比较组间差异脑区并与临床资料做相关分析。结果 CSM与HC组相比,双侧枕上回功能连接增强,左侧扣带回中部、左侧中央后回、右侧中央前回、左侧小脑2区功能连接减低。CDH与HC组相比,右内侧额上回功能连接增强,左侧扣带回中部、右侧中央前回、左侧中央后回功能连接减低。相关性分析结果显示,CDH组左侧中央后回功能连接值与视觉模拟评分存在负相关(r=-0.535,P=0.002);CSM组左侧枕上回功能连接值与贝克焦虑问卷评分存在负相关(r=-0.448,P=0.048)。结论颈椎病慢性颈肩痛患者在默认网络、左侧额顶网络、感觉运动网络、视觉网络、小脑网络内存在功能连接的异常,多网络改变与疼痛感受、情绪感知、运动异常密切相关。     

脑卒中后认知障碍患者静息态脑网络特征的功能性近红外光谱研究

目的 探讨脑卒中后认知障碍(PSCI)患者静息态脑网络的连接特征。方法 2020年1月至2021年1月,PSCI患者24例根据简易精神状态检查和蒙特利尔认知评估量表评分分为轻度组(n=12)和中度组(n=12),纳入健康人10例(对照组)。三组被试采用全脑64通道功能性近红外光谱静息态采集6 min。采用NirSpark 1.6.12和SPSS 26.0软件进行处理。结果 中度组基于脱氧血红蛋白的半球间功能连接低于对照组(t=-2.763, P=0.024),主要位于感觉运动皮质间(F=12.674, P=0.031)。结论 PSCI患者主要表现为左右半球间功能连接水平降低,特别是左右感觉运动皮质间连接水平降低。     

脑卒中不同病情患者不同参考电极的脑电地形图表现

对1993年至今80例脑卒中患者,采用不同部位的参考电极(CZ或耳垂并联线),分两组进行了临床、脑CT和脑电地形图(BEAM)检测;并结合病情轻重、病灶部位和大小与BEAM六个频段的绝对、相对功率谱值进行对比分析,以探讨不同部位参考电极和上述各因素间的关系。结果异常BEAM功率值与病情轻重、病灶大小呈正相关;与凡病灶位于底节、外囊的单灶,CZ组均以前、中颞及枕异常者为最多,而中央区无异常;耳垂并联为参考电极者,BEAM以中央及枕异常为主。     

静息态功能MRI观察脑梗死后失语症患者功能连接变化

目的 采用静息态功能MRI（rs-fMRI）观察脑梗死后失语患者各脑区功能连接（FC）变化。方法 对10例脑梗死后失语症患者（观察组）及10名健康志愿者（对照组）采集rs-fMRI,以左侧额下回（LIFG）布罗卡（Broca）区为种子点,分析组内和组间ROI与其他脑区FC相关性的差异。结果 对照组双侧枕叶、顶叶、额叶、颞叶、小脑半球、小脑扁桃体及脑干与ROI FC呈正相关（P均<0.05）;观察组双侧额下回,左侧中央后回、中央前回、额中回、扣带回、豆状核、海马、楔叶、枕叶,右侧顶下小叶、缘上回与ROI的FC呈正相关（P均<0.05）;观察组双侧缘上回、颞下回、梭状回、顶下小叶、枕中回,右侧额中回、扣带回、小脑半球,左侧颞中回、颞上回等与ROI的FC的相关性高于对照组（P均<0.05）。结论 静息态下健康人脑内存在语言功能网络;左侧脑梗死后失语症患者多个脑区与LIFG Broca区的FC呈正相关,以左侧大脑半球额叶为主,可能与脑梗死后失语症的发生及恢复机制有关。     

下肢截肢患者的脑功能连接北大核心CSCD

目的探究静息状态下,下肢截肢患者脑电信号在多频段上脑功能连接的变化。方法2020年11月至2021年6月,采集22例健康成年人(对照组)和18例下肢截肢患者(患者组)静息态脑电图,以相位锁值构建功能连接矩阵,比较两组间差异。结果患者组α频段(t=3.433,P=0.001)和β频段(t=3.806,P=0.001)功能连接明显减弱,δ频段(t=1.429,P=0.161)和θ频段(t=1.211,P=0.233)功能连接与对照组无显著性差异。结论下肢截肢患者脑电α、β频段功能连接减弱,导致多个脑区功能重塑,包括相关肢体投射脑区、额叶、颞叶、枕叶等。     

Distinct cortical networks for the detection and identification of human body

In the human brain information about bodies and faces is processed in specialized cortical regions named EBA and FBA (extrastriate and fusiform body area) and OFA and FFA (occipital and fusiform face area), respectively. Here we investigate with functional magnetic resonance imaging (fMRI) the cortical areas responsible for the identification of individual bodies and the distinction between ‘self’ and ‘others’. To this end we presented subjects with images of unfamiliar and familiar bodies and their own body. We identified separate coactivation networks for body-detection (processing body related information), body-identification (processing of information relating to individual bodies) and self-identification (distinction of self from others). Body detection involves the EBA in both hemispheres, and in the right hemisphere: the FBA and areas in the IPL (inferior parietal lobe). Body identification involves areas in the inferior frontal gyrus (IFG) of both hemispheres and in the right hemisphere areas in the medial frontal gyrus (MFG), in the cingulate gyrus (CG), in the central (CS) and the post-central sulcus (PCS), in the inferior parietal lobe (IPL) and the FBA. When the recognition of one's own body is contrasted to the identification of familiar bodies, differential activation is observed in areas of the inferior parietal lobe (IPL) and inferior parietal sulcus (IPS) of the right hemisphere, and in the posterior orbital gyrus (pOrbG) and in the lateral occipital gyrus (LOG) of the left hemisphere. Thus, identification of individual bodies and self-other distinction involve in addition to the classical occipito-parietal network a parieto-frontal network. Interestingly, the EBA shows no differential activation for distinctions between familiar or unfamiliar bodies or recognition of one's own body.     

正常维-汉双语者汉语事件相关电位N400的神经源分布研究

目的基于视觉通道以句子为刺激材料,通过对匹配与不匹配两种语义条件下事件相关电位N400差异波的研究,探讨以汉语为第二语言的维吾尔语-汉语双语者汉语认知的神经源分布特点。方法利用事件相关电位(ERP)技术对21名纯右利手、平均年龄(20.3±2.1)岁的女性健康维-汉双语被试,以N400差异波的脑电地形图及差异波两半球对应部位电极的波幅为观测指标进行研究。结果脑电地形图分布可见,N400在300 ms首先激活右中央上区和左额区。315 ms时激活左中央区。330 ms时激活顶枕区、左颞前区。345 ms时除前额及左颞区、右后颞外的大脑各区广泛激活。360 ms时上述各区仍处于激活态,以中央区、顶区较为显著。390 ms时,右中央区仍激活;两半球波幅显著性检验发现,除中央区两半球差异有统计学意义(P<0.05)外,额区、颞区、顶区、枕区差异均无统计学意义。结论维-汉双语者其汉语语义加工模式不同于汉语母语者,也不完全同于其母语从属的拼音文字特点;维、汉双语者汉语语义的处理过程是大脑左右半球协同作用的结果,应以其自身特点指导民族病人的临床实践。     

静息态脑功能技术对平衡针治疗中枢机制的分析应用

背景：平衡针治疗疾病疗效显著,但缺乏相关现代科学理论机制。目的：利用静息态脑功能成像技术探讨平衡针疗法的中枢作用机制。方法：纳入10例腰椎间盘突出腰腿痛患者及10例正常受试者,于平衡针针刺前后进行功能磁共振扫描,通过AFNI软件对与双侧杏仁核表现为显著联系的脑区进行功能连接分析,并对平衡针刺后腰椎间盘突出患者及正常受试者的脑功能连接的差异进行探讨。结果与结论：经平衡针治疗后10例腰椎间盘突出患者疼痛均有好转。脑功能连接分析显示腰椎间盘突出患者丘脑、脑干、腹前核、腹外侧核、额内侧回、额上回、额叶眶上回、额下回、颞上回、颞中回、海马回、扣带回、岛叶等脑区功能连接增强。正常受试者双侧颞中回、双侧眶上回、双侧尾状核头、双侧岛叶、左侧腹背侧核、双侧额上回、左侧额中回、前扣带回、右侧顶下小叶与杏仁核连接增强;双侧小脑齿状核、小脑蚓、左侧小脑坡、双侧舌回、左侧枕中回、右侧额上回、右侧中央前回、双侧顶下小叶、右侧顶上小叶、右侧中央后回与杏仁核连接下降。提示通过静息脑功能成像技术对杏仁核的研究有助于更深入理解平衡针灸治疗腰腿痛的中枢机制。     

Human cortical circuits for central executive function emerge by theta phase synchronization

Dynamic networking of brain regions is suggested to be one of the key factors involved in various brain computations. Central executive function typically requires instantaneous coordination among the medial prefrontal regions and other distant regions, depending on the on-going task situation. In human scalp-recorded electroencephalography (EEG), the medial prefrontal area is estimated to be the current source of the theta rhythm, while there is no direct evidence that the theta rhythm is involved in the dynamic networking of central executive circuits. Here we hypothesize that the central executive circuit over the prefrontal and task-related cortices is dynamically linked by theta synchronization. By using simultaneous functional magnetic resonance imaging (fMRI) and EEG, we elucidated cortical circuits emerging with theta phase synchronization during free pacing repeated subtraction. Theta phase synchronization in the scalp EEG was found to emerge at two major clusters of electrode pairs, between the right frontal and left parietal sites and between the frontal and right parietal sites. The phase synchronization of two clusters is accompanied by fMRI responses in the cortical regions responsible for central executive function, working memory, visual imagery and cognitive action sequence. Here we report the first evidence that theta phase synchronization dynamically coordinates the central executive circuits, including the medial prefrontal cortex and relevant cortical regions.     

旋律音调疗法治疗脑卒中后非流畅性失语的效果

目的 观察旋律音调疗法对脑卒中后非流畅性失语的临床康复疗效以及脑功能改变。方法 2017年3月至2019年8月,选取本院脑卒中后非流畅性失语患者40例,随机分为对照组和音乐组各20例,两组均接受言语治疗,音乐组在此基础上接受以旋律音调疗法为主的音乐治疗。治疗前和治疗4周后,采用中国康复研究中心汉语标准失语症检查表(CRRCAE)评定其听理解、复述、阅读、命名。两组各选3例患者,治疗前后行静息态fMRI,比较大脑半球局部一致性(ReHo)。结果 治疗后,对照组听理解(名词、动词、句子)、复述(名词、动词)、阅读(名词)和命名(动作说明)评分提高(t > 2.221, P < 0.05),音乐组听理解(名词、动词、句子)、复述(名词、动词、句子)、阅读(名词、动词)和命名(名词、动作说明)评分提高( t > 2.179, P < 0.05)。治疗前后差值比较,音乐组复述(名词、动词)评分增加更多( t > 2.299, P < 0.05),阅读(句子)评分有增加的趋势。治疗后,患者静息状态下左侧小脑、颞枕区的ReHo增强,双侧额叶、颞叶皮质ReHo降低。 结论 在言语训练基础上,联合旋律音调疗法可进一步改善脑卒中后非流畅性失语患者的言语功能,特别在句子阅读和单词复述方面。ReHo改变可能与脑损伤后神经修复有关。     

Systems level modeling of a neuronal network subserving intrinsic alertness

Cognitive control of alertness in unwarned situations (intrinsic alertness) relies on a predominantly right hemisphere cortical and subcortical network. In a previous functional activation study, we have demonstrated that this network comprises the anterior cingulate gyrus, the dorsolateral and polar frontal as well as the inferior parietal cortex, the thalamus and ponto-mesencephalic parts of the brain stem. The aim of this study was to study effective connectivity of this network by employing structural equation modeling. Fifteen right-handed male subjects participated in the PET study. The functional network showed stronger connectivity in the right hemisphere. Furthermore, there were strong effective connections between thalamus and brainstem on the one hand and between thalamus and anterior cingulate on the other. Our results suggest that the anterior cingulate functions as the central coordinating structure for the right hemispheric neural network of intrinsic alertness and that the anterior cingulate gyrus is modulated mainly by prefrontal and parietal cortex.     

Mode and site of acupuncture modulation in the human brain: 3D (124-ch) EEG power spectrum mapping and source imaging

This study determined: (a) if acupuncture stimulation at a traditional site might modulate ongoing EEG as compared with stimulation of a control site; (b) if high-frequency vs. low-frequency stimulation could exert differential effects of acupuncture; (c) if the observed effects of acupuncture were specific to certain EEG bands; and (d) if the acupuncture effect could be isolated at a specific scalp field, with its putative underlying intracranial source. Twelve healthy male volunteers (age range 22-35) participated in two experimental sessions separated by 1 week, which involved transcutaneous acupoint stimulation at selected acupoint (Li 4, HeGu) vs. a mock point at the fourth interosseous muscle area on the left hand in high (HF: 100 Hz) vs. low-frequency (LF: 2 Hz) stimulation by counter-balanced order. 124-ch EEG data were used to analyze the Delta, Theta, Alpha-1, Alpha-2, Beta, and Gamma bands. The absolute EEG powers (muv2) at focal maxima across three stages (baseline, stimulation, post) were examined by two-way (condition, stage) repeated measures ANOVA. The activity of the Theta power significantly decreased (P = 0.02), compared with control during HF but not LF stimulation at acupoint stimulation, however, there was no study effect at the mock point. A decreased Theta EEG power was prominent at the frontal midline sites (FCz, Fz) and the contralateral right hemisphere front site (FCC2h). In contrast, the Theta power of low-frequency stimulation showed an increase from the baseline as those in both controlled mock point stimulations. The observed high-frequency acupoint stimulation effects of Theta EEG were only present during, but not after, simulation. The topographic Theta activity was tentatively identified to originate from the intracranial current source in cingulate cortex, likely ACC. It is likely that short-term cortical plasticity occurs during high-frequency but not low-frequency stimulation at the HeGu point, but not mock point. We suggest that HeGu acupuncture stimulation modulates limbic cingulum by a frequency modulation mode, which then may damp nociceptive processing in the brain.