功能区胶质瘤患者初级运动皮层激活的偏侧化及运动网络功能连接研究

无运动障碍的功能区胶质瘤患者,其手术风险较高,结合手运动任务态功能磁共振(fMRI)及运动网络功能连接能否更准确的评估手术风险需要进一步探索.本研究收集24例运动功能区胶质瘤且无明显肢体运动功能障碍的患者,非运动功能区胶质瘤患者8例,术前进行fMRI手运动任务态及静息态检查,术后3个月对患者进行随访.计算初级运动皮质(M1)激活的偏侧化指数(lateralization indices,LI).选取运动网络感兴趣区域(ROI),计算双侧M1与各ROI间功能连接系数(FC).运用受试者工作特性曲线(receiver operating characteristic curve,ROC)评估M1激活的LI对术后偏瘫的预测效能.同非运动功能区胶质瘤患者相比,运动功能区胶质瘤患者M1激活LI显著升高(P=0.001).同术后未偏瘫功能区胶质瘤患者相比,术后偏瘫患者M1激活LI值显著升高(P=0.011).ROC曲线下面积(AUC)=0.867,临界点LI=0.31,LI≥0.31对术后偏瘫预测灵敏性为87.5%,特异性为87.5%.以M1激活LI≥0.31将病人分为手术高风险组及低风险组,手术高风险组患者双侧M1与运动网络多个ROI间FC出现显著改变.本研究中功能区胶质瘤患者虽无肢体运动功能障碍,但肿瘤对功能区皮层激活及运动网络FC已有不同程度的破坏;结合任务态及静息态fMRI可以更好地评估手术风险并了解机体功能受损及代偿机制.     

睡眠剥夺中感觉运动皮层和视觉皮层神经活动及警觉水平的改变

在睡眠剥夺(sleep deprivation, SD)过程中,人类大脑的神经活动和警觉水平如何受到影响,尤其是感觉运动和视觉系统,目前仍是研究的热点。静息状态功能磁共振成像(resting state functional magnetic resonance imaging,rfMRI)作为一种反映人脑自发活动的非侵入式成像技术,在睡眠剥夺的研究中得到了广泛应用。本研究采用9次重复rfMRI和心理运动警觉任务(psychomotor vigilance task,PVT),以探索23名志愿者在整个36小时的睡眠剥夺过程中神经活动和警觉水平的变化。我们采用基于PVT的平均反应时间(mean reaction time, MRT)和失效率(lapses ratio, LR)评估警觉水平的变化。我们采用基于rfMRI的区域同质性(region homogeneity,ReHo)和低频波动幅度(amplitude of low frequency fluctuation,ALFF)评估大脑神经活动变化。结果表明,感觉运动网络(sensorimotor network, SMN)和视觉区域(visual network, VN)是受到睡眠剥夺影响最严重的区域。我们采用组独立成分分析(Group Independent component analysis, GICA)将视觉相关区域划分为视觉I区、视觉II区、视觉关联区,并从解剖自动标记(Anatomical automatic labeling,AAL)模板中提取运动感觉相关区域,包括中央前/中央后回、中央旁小叶和辅助运动区。我们发现,睡眠剥夺后16 - 30小时脑神经活动及警惕性下降。我们采用2×3重复测量方差分析,探讨睡眠压力、昼夜节律及其交互作用对感觉运动相关和视觉相关脑区神经活动的影响。我们观察到睡眠压力与交互作用对感觉运动相关区域和视觉相关区域有显著影响。我们采用皮尔逊相关系数评估警觉水平变化与感觉运动相关和视觉相关脑区神经活动变化的关系。睡眠剥夺期间所有感觉运动相关区域的神经活动变化与警觉变化均存在显著的相关关系。我们的研究结果证实,睡眠剥夺从第一天24：00开始改变SMN和VN的警戒水平和神经活动,睡眠压力和昼夜节律在睡眠剥夺期间调节SMN和VN的神经活动。此外,昼夜节律的效应受到睡眠压力的显著调节。感觉运动相关区域和视觉相关区域的增强导致他们远程连接的减弱,这可能是睡眠剥夺期间响应时间变慢的原因。     

拓扑不变性质在运动诱发视盲现象中的作用

知觉物体的定义是认知科学领域富有争议的中心问题之一．本研究通过运动诱发视盲(MIB)现象的研究发现：a．两个图形当它们是连通的,或位于同一个洞中,或是具有相同的洞的个数,更倾向于整体共同消失或重现;b．前景图形和背景图形的拓扑性质差异,较之非拓扑性质差异,显著地削弱MIB现象;c．相对于其他各种几何性质的变化,拓扑性质的变化能更快地被知觉到返回意识状态．这些结果揭示了拓扑性质定义的知觉物体是MIB过程操作的基本单元,提示了拓扑性质改变产生新知觉物体的表征可能是意识下的过程,进一步支持了知觉物体的拓扑学定义．     

人脑默认网络方向图：基于7TfMRI的动态因果模型

近年来,默认网络是认知神经科学领域的研究热点之一,已有研究报告它可能参与了多种认知活动,而且某些精神疾病也与其异常活动相关.但默认网络内主要脑区之间的有向连接关系(有效连接模式)尚不明确.本研究使用国际前沿的谱动态因果模型算法,基于7T高分辨率静息态功能磁共振数据,对默认网络4个核心脑区之间的有效连接模式进行了探索.实验结果发现,默认网络内后扣带回接受内侧前额叶、双侧顶下叶的信息输入,可能扮演着信息集合中心的角色,而双侧顶下叶对内侧前额叶、后扣带回都有信息输入,在默认网络内可能起到信息驱动和调节的功能.本研究首次报道了基于7T功能磁共振数据得到的默认网络有向连接图谱,对于我们更深入理解默认网络的功能具有帮助,对相关精神疾病的研究具有潜在的参考应用价值.     

间歇性外斜视患儿的注意跟踪能力异常

间歇性外斜视是儿童眼科的常见疾病之一,也是目前眼科学研究的热点领域之一.本研究使用多物体跟踪实验范式,系统考察了间歇性外斜视儿童,相对于弱视儿童以及正常对照儿童,注意的容量是否存在异常.实验结果发现间歇性外斜视儿童和弱视儿童的注意跟踪能力都显著地差于正常对照儿童,而且间歇性外斜视儿童和弱视儿童的跟踪成绩基本没有差别,他们的注意跟踪功能的受损程度相近.本研究首次报道了间歇性外斜视儿童注意能力的行为异常,对进一步研究间歇性外斜视的发病机理和早期临床诊断具有潜在的参考意义.