认知风格分型的神经基础：静息态fMRI研究

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静息态和任务态fMRI在神经精神性狼疮中的研究进展

静息态和任务态fMRI在神经精神性狼疮中的研究进展余洪，邓艳，张玉琴，何茂远，翟昭华*系统性红斑狼疮(systemic lupus erythematosus ，SLE)是一种可累及全身多个脏器的慢性自身免疫性疾病，累及神经系统时称为神经精神性狼疮(neuropsychiatric systemic lupus erythematosus ，NPSLE)，高达75%的患者中枢神经系统受累，是引起患者发病和死亡的重要原因[1]。

NPSLE 中枢神经系统症状多种多样，大致分为弥漫性(如认知功能障碍、情绪异常、焦虑、精神病、急性意识模糊等)和局灶性(如头痛、癫痫发作、脱髓鞘综合征、脑血管疾病、运动障碍等)两大类[2]，其中又以认知功能障碍、头痛最为常见。

认知功能障碍被认为是患者最常见和最具挑战的临床表现，主要影响注意力、信息处理速度、视觉空间能力和工作记忆等，轻度认知功能障碍可能演变为更严重的认知功能障碍甚至痴呆[3]，且容易在临床工作中被忽视，因此许多放射学家致力于利用神经影像学技术对该疾病进行早期诊断并研究其病理生理机制。

NPSLE 的发病机制尚未完全统一，目前认为是多种因素共同作用所致，如自身抗体介导的神经毒性作用，炎性细胞因子的直接作用，微血管病变、抗磷脂抗体引起的血栓性血管病变，鞘内免疫复合物的产生，血脑屏障的破坏以及加速动脉粥样硬化等[4]。

NPSLE 患者死亡率为正常人的10倍，且明显高于无明显神经精神症状SLE (non-NPSLE)患者及其他免疫性疾病患者[5]。

多项研究表明，早期诊断、早期临床干预对于延缓患者神经损伤的进展、改善患者生活质量、延长寿命有重要意义[5-7]。

MRI是目前评估该疾病的重要工具，NPSLE在常规MRI上可有一定的异常表现，但常规MRI对该疾病的早期诊断作用有限，也无法从脑网络水平评估该疾病。

近年来磁共振成像技术发展迅速，尤其是功能性磁共振成像(functional magnetic resonance imaging，fMRI)，为NPSLE的早期诊断及其病理生理机制的研究提供了新思路。

静息态功能磁共振

静息态功能磁共振静息态功能磁共振（Resting-state functional magnetic resonance imaging，rs-fMRI）是一种用于研究大脑神经活动的非侵入性神经影像学技术。

与传统的任务激活性功能磁共振成像不同，静息态功能磁共振不需要被试者执行特定的认知任务，而是在被试者松弛状态下，记录大脑在静息状态下的神经活动情况。

本文将探讨静息态功能磁共振技术的原理、应用和局限性。

静息态功能磁共振技术基于大脑的自发神经活动。

即使在被试者休息状态下，大脑的神经元仍然会不断地进行自发性活动，形成所谓的“静息态网络”。

这些网络包括默认模式网络（DMN）、前脑网络、感觉运动网络等。

静息态功能磁共振通过测量大脑不同区域的血氧水平变化，可以揭示这些静息态网络之间的相互连接和功能关系，为研究大脑功能提供了新的视角。

静息态功能磁共振在神经科学研究中具有广泛的应用。

首先，它可以用于研究大脑的功能连接和网络结构，揭示不同脑区之间的信息传递路径和调控机制。

其次，静息态功能磁共振还可以用于疾病诊断和治疗监测。

许多精神疾病如抑郁症、焦虑症等都与大脑功能网络的异常有关，静息态功能磁共振可以帮助医生更好地理解这些疾病的病理机制，为个体化治疗提供依据。

然而，静息态功能磁共振也存在一些局限性。

首先，由于大脑的自发神经活动受到许多因素的影响，如心理状态、环境因素等，因此静息态功能磁共振的测量结果具有一定的不稳定性。

其次，静息态功能磁共振无法直接测量神经元的电活动，只能通过血氧水平变化间接地反映神经活动情况，因此在解释结果时需要谨慎。

总的来说，静息态功能磁共振作为一种新兴的神经影像学技术，在研究大脑功能和疾病机制方面具有重要意义。

随着技术的不断发展和完善，相信静息态功能磁共振将在神经科学研究和临床实践中发挥越来越重要的作用，为人类认识大脑、治疗疾病带来新的希望。

愿静息态功能磁共振技术能够为人类健康和幸福作出更大的贡献。

静息状态下脑功能连接的磁共振成像研究

静息状态下脑功能连接的磁共振成像研究1. 本文概述本文旨在系统地探讨静息状态下脑功能连接的磁共振成像（Restingstate Functional Magnetic Resonance Imaging, rsfMRI）研究，这一领域近年来已成为认知神经科学与临床神经影像学研究的核心议题之一。

静息态功能成像是通过监测大脑在无特定任务指令下自发性神经活动的时空模式，揭示内在的脑网络组织及其动态变化，对于理解大脑的正常功能架构、疾病发生机制以及个体差异提供了独特视角。

本文首先概述rsfMRI的基本原理，包括其依赖的血氧水平依赖（Blood Oxygen Level Dependent, BOLD）信号以及如何利用这一信号反映神经元活动引起的局部血液动力学变化。

接着，我们将详细介绍静息态脑功能连接的主要分析方法，如种子点分析、独立成分分析（Independent Component Analysis, ICA）、图论网络分析等，阐述这些方法如何从不同层面揭示大脑区域间的时间同步性和功能集成性。

默认模式网络（Default Mode Network, DMN）：作为最早识别且最为人所知的静息态网络，DMN涉及后扣带回皮层、楔前叶、外侧顶叶及内侧前额叶皮层等多个脑区，其在静息状态下表现出高度的内在连通性，并与自我参照思维、记忆检索、情感调控等高级认知功能密切相关。

我们将回顾DMN的结构特征、功能属性及其在健康和疾病状态下的变异规律。

其他关键网络及其功能：除DMN之外，静息态研究还揭示了多个具有特定功能特性的脑网络，如执行控制网络、感觉运动网络、视觉网络等。

本文将概述这些网络的组成、功能角色以及它们在静息态下与其他网络的交互关系。

静息态功能连接的临床应用：探讨rsfMRI在诊断、预后评估及治疗监测中的价值，特别是在神经精神疾病（如阿尔茨海默病、帕金森病、精神分裂症、抑郁症等）、脑损伤（如创伤后应激障碍、中风等）以及发展障碍（如自闭症谱系障碍）等领域的研究成果。

静息态fmri时间序列的频率

静息态fmri时间序列的频率静息态（resting state）功能磁共振成像（functional magnetic resonance imaging，fMRI）是一种用于研究大脑活动的非侵入性方法。

而静息态fMRI时间序列的频率则是指在静息态下，大脑神经元活动的变化频率。

本文将深入探讨静息态fMRI时间序列的频率，并分析其在神经科学研究中的重要性和应用。

1. 静息态fMRI时间序列的定义和特征静息态fMRI是一种在被试者静息、没有进行特定任务的情况下记录下的磁共振成像数据。

该数据能够反映大脑内部神经元的自发活动。

静息态fMRI时间序列是指在一段时间内，记录下大脑各个区域信号的变化情况。

2. 傅立叶变换与静息态fMRI时间序列的频率傅立叶变换是一种将时域信号转换为频域信号的数学工具。

对静息态fMRI时间序列进行傅立叶变换可以得到其频域表达。

频率谱图显示了不同频率成分在时间序列中的贡献程度。

3. 频率的分类和解释频率可分为低频（<0.1 Hz）、中频（0.1-0.25 Hz）和高频（>0.25 Hz）三种。

低频成分主要来自于神经元的自发活动和神经元间的功能连接；中频成分则主要反映了大脑局部区域的神经元活动；而高频成分可能与脑血流动力学等机制相关。

4. 静息态fMRI时间序列的频率与脑网络的关系静息态fMRI时间序列的频率与大脑中的脑网络密切相关。

脑网络是由连接在一起的神经元组成的复杂网络，它们在不同的频率上表现出不同的功能连接模式。

研究发现，低频成分反映了大脑远距离功能连接的特征，而中频成分则更多地涉及到局部区域之间的功能连接。

5. 静息态fMRI时间序列的频率在神经科学研究中的应用静息态fMRI时间序列的频率在神经科学研究中有着广泛的应用。

通过对频率的分析，可以探究大脑在静息时的自发活动模式，进而揭示大脑的功能网络结构。

静息态fMRI时间序列的频率分析可以用于研究神经精神疾病的发病机制，例如注意力障碍、抑郁症等。

基于静息态fMRI的功能连接分析方法的研究

• 基于静息态fMRI数据的分析方法还包括局部一致性分
析，低频振幅分析等。多种分析方法相结合，可以从不同的角度度量脑区信息，所得结果将更加精确。
18
谢谢！
19
Hale Waihona Puke • 将为脑功能连接在脑疾病上的分析研究做铺垫，并为相关
研究提供一定的参考。
4
二整体框架
基于
1. 阅读文献，深入了解课题内容，
静
搜集目前已有的各种功能连接算法
息
态
2.搜集实验数据并完成数据的预处理
功
能连
3.算法研究及实现
接
算法
4.实验结果数据分析
的
研
5.总结展望
究
5
三研究成果
3.1 相关概念及算法
7
相关系数
相关分析探讨的是两个变量之间的关联关系，这里就是探讨两个脑区时间序列之间的相关关系以及相关程度。相关程度一般用相关系数 r 来衡量。相关系数r表达两种信息：（1）数值表示大小，衡量脑区与脑区之间功能连接的强弱，其绝对值越大代表相关程度越强。（2）符号表示方向，正值表示正相关，负值表示负相关。
• 1.静息态信号(BOLD-fMRI信号)的原理； • 2.静息态功能磁共振成像数据的分析
方法
• 3.功能连接的理解； • 4.功能连接分析方法的研究；
6
功能连接度量方法
基于模型驱动方法
相关分析相干分析偏相关分析互信息分析等
基于数据驱动方法
主成分分析独立成分分析模糊聚类分析层次聚类分析
中文名称 Labels Abbr.
coordinates
x(mm) y(mm) z(mm)
后扣带回 35

脑小血管病所致认知障碍的静息态fMRI研究进展

脑小血管病（cerebral small vessel disease，CSVD）是临床常见的一类年龄相关脑血管疾病，是由各种因素影响脑内小动脉、微动脉、毛细血管、微静脉和小静脉导致的一系列临床、影像、病理综合征。

随着人口老龄化的加速，CSVD的发病率和相关并发症日益增加，对公共卫生系统构成了重大挑战［1］。

CSVD 的临床表现多样，包括认知功能障碍、情感障碍、步态障碍等，但早期症状往往无特异性，多依靠影像学检查诊断［2］。

CSVD是血管性认知障碍（vascularcognitive impairment，VCI）最常见的病因，约25%的脑卒中和45%的痴呆由其引起［3］。

CSVD影像学表现主要包括近期皮质下小梗死、腔隙性脑梗死、脑白质高信号（white matter hyperintensity，WMH）、脑微出血、血管周围间隙、脑皮质表面铁沉、脑萎缩和皮质微梗死［4］。

近年来，静息态功能磁共振成像（resting-state functional magnetic resonance imaging，rs-fMRI）作为一种非侵入性神经影像学技术，具有无辐射、易获取、可重复性强、时间和空间分辨力高的优点，在CSVD 的诊断和研究中展现出巨大潜力［5］。

通过分析大脑在静息状态下的自发神经活动，rs-fMRI能够揭示CSVD患者大脑功能网络的改变，这些改变与CSVD 的多种临床表现密切相关，为理解CSVD的病理生理机制提供了新的视角［6-7］。

本文旨在综述rs-fMRI在CSVD研究中的应用进展，探讨其在识别脑功能改变、评估病情进展和研究病理机制方面的价值。

1 rs-fMRI的基本原理BOLD-fMRI是一种能够基于大脑不同功能区域的血流动力学变化来获取大脑活动图像的技术。

当激活区域的脑血流改变时，血氧水平及氧合血红蛋白与脱氧血红蛋白的相对比例发生变化，导致相应区域的信号变化［8］。

通过相关数据处理，可绘制出反映不同功能状态的大脑地图［9］。

静息态功能核磁共振

静息态功能核磁共振静息态功能核磁共振( Resting-state functional magnetic resonance imaging，fMRI)是现代神经影像学中的一种重要技术，它可以非侵入性地检测脑活动的变化与区域间的网络连接，并且不需要进行活动干扰或任务刺激。

近年来，这种技术得到了广泛的应用，在神经科学、心理学、精神疾病学、康复医学等多个领域中取得了一些重要的研究成果。

静息态功能核磁共振的原理基于血氧水平依赖性(BOLD)效应，它可以检测大脑血流量和氧气代谢率的变化。

这种技术使用了强大的磁场和无害的无线电波，可以对脑内各个区域进行定量和非侵入性的测量和影像化，从而观察到神经元活动带来的能量需求变化。

然而，这种技术主要关注的是静态时刻下的脑区关系，而被动和主动任务的影响使其成像更具说服力。

静息态功能核磁共振技术可以用于研究大量的神经功能，如学习和记忆、情绪调节、意识与无意识过程、社会互动等。

神经科学家可以使用这种技术研究广泛的主题，如认知控制、感官加工、决策制定等。

据研究表明，静息态功能核磁共振技术可以通过分析脑区活跃性的相关程度，进一步了解不同脑区域之间的传递网络和联系。

通过定义分区的方法，这种技术可以研究脑的整体网络，探讨大脑的功能组织和动态变化，还可以评估大脑的某些复杂疾病，如阿兹海默病、帕金森病、自闭症、精神分裂症等，从而为诊断、治疗和预防这些疾病提供基础研究。

静息态功能核磁共振的优点在于它不需要与参与者的互动或者任务，这就排除了任务潜在的错误因素，使得检测结果更加可靠和准确。

同时，这种技术的无创性和非侵入性也使得它广泛应用于临床研究中。

尽管目前仍然存在一些限制和挑战，如脑活动噪声、样本大小、测量可靠性和统计模型等问题，但随着技术的进步和成熟，这些问题将得到更好的解决。

总之，静息态功能核磁共振技术是一种可靠、高精度、非侵入性的神经影像技术，能够探寻脑区之间的关系，提供对脑功能特征的深入理解，为破解一些加密的认知和神经疾病提供新的方法论和手段。

帕金森病认知障碍的静息态fMRI研究

ｍｏｒｂｉｄｉｔｙｏｆＰＤａｃｃｏｍｐａｎｉｅｄｃｏｇｎｉｔｉｖｅｄｙｓｆｕｎｃｔｉｏｎｈａｓｎ＇ｔｄｒａｗｎｅｎｏｕｇｈａｔｔｅｎｔｉｏｎｂｙｔｈｅｃｌｉ பைடு நூலகம் ｉｃｉａｎｓ．Ｗｉｔｈｔｈｅｒａｐｉｄ
的静息态ｆＭＲＩ研究能为该病的预防、及时诊断和治疗提供理论指导。
【关键词】帕金森痴呆；静息态；功能磁共振成像；神经网络拓扑结构ＤＯｈ１０．３８７４／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４ — １８９７．２０１３．０６．Ｚ０６０１
ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｈｅｒｅｓｔｉｎｇｓｔａｔｅｆｕｎｃｔｉｏｎａｌＭＲＩ（ｆＭＲＩ）ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ，ｔｈｅｃａｕｓｅｏｆＰＤｐａｔｉｅｎｔｓｗｉｔｈｃｏｇｎｉｔｉｖｅｄｙｓｆｕｎｃｔｉｏｎｍａｙｂｅ
ａｓｓｏｃｉａｔｅｄｗｉｔｈｔｈｅｄａｍａｇｅｆｏｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙｏｆｔｈｅｍｏｔｏｒｎｅｔｗｏｒｋｓａｎｄｔｈｅｃｏｇｎｉｔｉｖｅｎｅｔｗｏｒｋｓ．ＴｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｎｅｕｒｏｐａｔｈｏｌｏｇｉｃｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆＰＤｐａｔｉｅｎｔｓｗｉｔｈｃｏｇｎｉｔｉｖｅｄｙｓｆｕｎｃｔｉｏｎａｎｄｉｍｐａｉｒｅｄｃｏｇｎｉｔｉｖｅｃｉｒｃｕｉｔｓｗｉｌｌｂｅｄｉｓｃｌｏｓｅｄｂｙｂｕｉｌｄｉｎｇｔｈｅｃｈａｎｇｅｓｏｆｂｒａｉｎｔｏｐｏｌｏｇｉｃａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｎｐａｔｉｅｎｔｓ．ＴｈｅｒｅｓｔｉｎｇｓｔａｔｅｆＭＲＩｓｔｕｄｙｃａｎｐｒｏｖｉｄｅｔｈｅｒａｔｉｏｎａｌｅｆｏｒｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ，ｄｉａｇｎｏｓｉｓａｎｄｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆＰＤ．

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Ｋｌｅｉｍａｎ。Ｓｅｉｆｒｉｔｚ＆Ｎｅｕｈｏｆ２０１４）近年来，脑
成像研究结果也从另一侧面为认知风格理论提供了
实验依据（Ｆｏｅｑｕａｅｒｔ，Ｓｔｅｖｅｎ — Ｗｈｅｅｌｅｒ，Ｖａｎｎｅｓｔｅ，
Ｂｅｎｎｅｔｔ，Ａｍｉｎｏｆ，＆Ｍａｙｅｒ，２０１２；Ｋｒａｅｍｅｒ，Ｈａｍｉｌ —
心理与行为研究２０１５，１３（３）：３２０～３２７
ＳｔｕｄｉｅｓｏｆＰｓｙｃｈｏｌｏｇｙａｎｄＢｅｈａｖｉｏｒ
认知风格分型的神经基础：静息态ｆＭＲＩ研究：ｌ＝
自Ａｌｌｐｏｒｔ于１９３７年提出后即受到了广泛的关注从上世纪末开始．认知风格理论逐渐呈现整合趋
势。其中，Ｒｉｄｉｎｇ等人的认知风格两维度理论
（Ｒｉｄｉｎｇ，１９９１；Ｒｉｄｉｎｇ＆Ｃｈｅｅｍａ，１９９１；Ｒｉｄｉｎｇ，
摘要认知风格是个体习惯性的加工偏好。行为研究和任务态的功能成像研究已为认知风格分型理论提供了丰
富的依据．但关于个体安静无任务状态下的脑活动是否也能表现出认知风格上的差异仍知之甚少本研究使用静
事物问的联系．而分析型个体则主要关注事物自身
的特点和属性（Ｕｓｋｕｌｅｔａｌ２００８）在此基础上．
整体型和分析型认知风格在认知过程中会表现出不
Ｗａｌｔｅｒ，＆
Ｄａｓｓｏｎｖｉｌｌｅ２０１１：Ｍｉｌｌｅｒ，Ｄｏｎｏｖａｎ，
杨楠１叶卓尔２林依３高宏巍黄平３林慧妍５许欢１马军朋１金花，３
（１天津师范大学心理与行为研究院，天津３０００７４）（２世纪龙信息网络有限责任公司２１ｅｎ．ｃｏｉｎ，广州５１０６３０）
Ｄｏｎｎａｄｉｅｕ，２０１１；Ｋｏｚｈｅｖｎｉｋｏｖ。Ｙｕ＆Ｂｌａｚｈｅｎｋｏｖａ，２０１３；Ｓｈｏｓｈｉｎａ，＆Ｓｈｅｌｅｐｉｎ，２０１３；Ｒｉｓｋｉｎｄ，
Ｄｏｒｏｎ，＆Ｐｌａｔｅｋ，２０１０；Ｄａｍａｒｌａ，ｅｔａ１．２０１０；
１９９７；Ｒｉｄｉｎｇ＆Ｒａｙｎｅｒ１９９５）是较受关注和发展得较为成熟的理论整体型认知风格个体主要关注
（３华南师范大学心理学院，广州５１０６３１）（４南海信息技术学校，佛山５２８２２５）
（５ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭｅｄｉｃａｌＰｓｙｃｈｏｌｏｇｙａｎｄＳｙｓｔｅｍｓＮｅｕｒｏｓｅｉｅｎｃｅ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＭｕｅｎｓｔｅｒ，Ｍｕｅｎｓｔｅｒ，Ｇｅｒｍａｎｙ）
任务下个体的脑活动也可能表现出认知风格上的差异
关键词整体型认知风格，分析型认知风格，静息态ｆＭＲＩ．小脑。
分类号Ｂ８４８
１前言
认知风格是个体习惯性的加工偏好．是人类在
心理过程中表现出来的认知倾向（Ａｌｌｐｏｒｔ，１９３７）．
众多行为学研究已证实认知风格存在个体差异性，且受各类因素（如：文化背景、家庭结构、专业学科等）的影响（Ｒｉｔｔｓｅｈｏｆ，２０１０；ＡｌｌｏｗａｙＢａｎ．
ｎｅｒ，＆Ｓｍｉｔｈ，２０１０；Ｂｏｕｖｅｔ，Ｒｏｕｓｓｅｔ，Ｖａｌｄｏｉｓ，＆
息态功能磁共振（ｆＭＲＩ）技术，以在校大学生为研究对象．以较为严格的标准使用认知风格分型任务分离出整体
型和分析型认知风格被试．通过分析两组被试局部脑活动的一致性和整体脑活动的功能连接性．考察了静息条件下认知风格分型的神经基础结果发现，不同认知风格群体的脑局部和整体活动均可能存在差异个体越偏向分析型认知风格，左ＮＡ，脑的激活越强；左侧小脑与双侧大脑的功能区有更强、更广泛的连接结果提示，安静无