青少年孤独症静息态脑突显网络的功能影像学研究

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孤独症的脑影像学研究

孤独症的脑影像学研究

•综述.孤独症的脑影像学研究文献标识码:A文章编号:1006-351X (2017) 06-0394-03卢佳王佳崔洪雨武丽杰中图分类号:R 741孤独症谱系障碍(autistic spectrum disorder ,A SD )是由 美国精神科医生Kanner 于1943年首次报道并命名的,它是 一组严重影响儿童健康,且具有高度病因异质性的神经发育 障碍性疾病[1],以交互性社会交流和社交互动的持续损害和 受限的、重复的行为、兴趣或活动模式为主要特征[2]。

ASD 患儿多不能独立生活,需要被长期照料。

A S D 的病因至今尚 未完全明确,临床表现也存在异质性,这些都给临床研究带 来了阻碍。

尽管如此,越来越多的学者开始从事与A SD 神经 影像学方面的研究,本文就国内外近年来有关孤独症的神经 影像学研究进行综述。

一、 结构磁共振成像(magnetic resonance imaging ,MRI )结构MRI 是一种能够准确扫描大脑灰白质面积和体积大 小的神经影像学技术,通过对比A SD 患者和正常人群脑部结 构之间的差异探究A SD 的病因,检测脑灰白质结构主要依靠 常规的MRI 扫描,包括T i 、T2、FLAIR 等。

Herbert 等[3-4]发 现A SD 患者的白质和灰质体积在儿童期比正常儿童表现出明 显增大,且体积的变化在白质和灰质中出现了不一致的现象。

大脑结构异常主要发生在在额叶、颞叶、小脑和胼胝体等区 域[5-6]。

W allace 等[7]通过对41例A SD 患者和39例健康对 照组的研究发现,相对于正常对照组A SD 患者组双侧顶叶局 部脑回形成增加,并且在正常对照组发现左顶叶皮质的脑回 形成与词汇知识存在正相关,但在孤独症组未发现这种相关 性,两组之间的全脑表面积未见差异。

在1组25例A SD 患 儿和63例健康对照(年龄在6~15岁之间)的比较中,Mak - F an 等[8]也没有发现组间全脑表面积的差异,但发现枕叶的表面积与组X 年龄存在一个显著的相关性。

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

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。

自闭症的神经影像学研究

自闭症的神经影像学研究

自闭症的神经影像学研究自闭症是一种神经发育障碍,它在儿童期就可以被发现。

自闭症患者通常表现出与人际互动、社交沟通和行为灵活性相关的困难。

虽然自闭症的确切病因尚不清楚,但神经影像学研究为我们提供了深入了解其神经机制的机会。

本文将探讨自闭症的神经影像学研究成果。

一、功能性核磁共振成像(fMRI)功能性核磁共振成像(fMRI)是一种非侵入性的神经影像学技术,可以测量大脑区域在特定任务下的代谢活动。

通过观察自闭症患者在特定任务下的大脑活动,我们可以了解他们的神经功能异常。

研究发现,与典型发育的个体相比,自闭症患者大脑的功能连接存在差异。

例如,自闭症患者在执行社交认知任务时,主要相关区域(如颞叶和顶叶)的功能连接较弱。

这一发现进一步支持了自闭症患者社交和情绪认知困难的观点。

此外,fMRI研究还发现自闭症患者在执行认知灵活性任务时出现问题。

典型发育的个体可以在任务需求改变时快速适应,而自闭症患者则往往表现出刚性和固执。

这种认知灵活性的差异可能与自闭症患者大脑中执行控制网络的异常有关。

二、磁共振波谱成像(MRS)磁共振波谱成像(MRS)是一种通过分析脑内特定代谢物的浓度和分布来研究大脑化学组成的技术。

通过MRS技术,我们可以探索自闭症患者大脑中神经递质和代谢异常的可能。

一些研究发现,与典型发育的个体相比,自闭症患者大脑中谷氨酸(一种兴奋性神经递质)浓度较高,而GABA(一种抑制性神经递质)浓度较低。

这种谷氨酸和GABA之间的失衡可能导致自闭症患者大脑中兴奋和抑制之间的不平衡,从而影响了他们的行为和认知功能。

然而,需要指出的是,自闭症的病因极其复杂,磁共振波谱成像技术目前仍存在一些限制,因此,对自闭症患者脑内代谢异常的解释仍然只是初步的猜测。

三、脑电图(EEG)脑电图(EEG)是一种通过测量头皮上的电活动来研究大脑功能和活动的方法。

通过EEG技术,我们可以研究自闭症患者的大脑同步性和脑波频率的异常。

研究发现,自闭症患者在执行认知任务时的大脑同步性较低。

孤独症儿童静息态脑电Gamma频段功能网络研究

孤独症儿童静息态脑电Gamma频段功能网络研究

孤独症儿童静息态脑电Gamma频段功能网络研究孙金秀;匡光涛;王索刚【摘要】有研究表明,孤独症儿童的功能障碍可能和脑电中的Gamma频段异常有关.通过采集17例孤独症儿童和17例正常儿童睁眼静息态脑电,利用定向传递函数方法计算导联间的因果连接,构建Gamma频段(35 ~50 Hz)功能网络.用图论方法分析两组差异.结果表明相同阈值下,孤独症儿童脑功能网络全局效率、局部效率以及节点度均低于正常对照组儿童.提示孤独症儿童认知、行为异常可能与其大脑Gamma频段连接较弱、信息整合效率较低有关.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2016(016)020【总页数】5页(P125-129)【关键词】孤独症儿童;静息态脑电;脑功能网络;Gamma频段【作者】孙金秀;匡光涛;王索刚【作者单位】天津医科大学生物医学工程与技术学院,天津300070;武汉市儿童医院,武汉430015;天津医科大学生物医学工程与技术学院,天津300070【正文语种】中文【中图分类】R318.04孤独症(autism),又称孤独症谱系障碍(autism spectrum disorders,ASDs),是一种神经系统发育障碍疾病,起病于3岁以前。

孤独症儿童的主要症状为社会交往障碍、兴趣狭窄以及重复刻板行为。

孤独症的病因和发病机制尚不明确,通常认为与大脑功能连接和解剖结构异常有关。

对于孤独症,目前虽然尚无特效药物,但通过早期干预,仍可改善症状[1]。

脑电图(electroencephalography,EEG)可以记录大脑皮层的后突触相关活动的神经生理学变化,为复杂的神经、精神疾病的研究提供了有力的工具,在临床上广泛使用。

静息态脑电用于监测在没有外界刺激和任务时的大脑活动,可以对理解大脑信息整合和处理过程提供帮助。

对于年龄较小且认知水平和任务配合程度低的孤独症儿童,基于静息态的脑电研究更具优势。

脑电通常依据频率划分为Delta波(0.5~4 Hz)、Theta波(4~8 Hz)、Alpha波(8~13 Hz)、Beta波(13~35 Hz)和Gamma波(35 Hz以上)。

青少年非自杀性自伤行为相关脑功能机制影像学研究进展

青少年非自杀性自伤行为相关脑功能机制影像学研究进展
的不愉悦感觉和情绪情感体验,或与此相似的经历国。已 有研究认为疼痛包含体感和情感两方面。BONENBERGER 等同对30例青少年女性NSSI者给予消极刺激,与对照组 相比,NSSI组在疼痛体感有关的后脑岛激活水平无明显差 异,但NSSI组双侧AI神经激活显著降低,并且在不同强 度刺激下其激活水平保持恒定不变,而对照组该区域激活 水平随着刺激强度的增强而增加。AI激活与痛苦刺激的 情感调节有关,NSSI组表现出双侧AI激活程度降低,可能 意味对痛苦刺激感知不足和情感调节控制能力不足,而产 生NSSI行为。研究亦发现NSSI个体的疼痛阈值和耐受性 更高㈤,主观疼痛强度较低,随着疼痛耐受性逐渐增高其 自伤行为逐渐减少⑶切],将疼痛作为情绪缓解的一种方 式国。有研究发现大脑皮质体积变化®弼以及疼痛刺激来 源[玛也与NSSI存在联系。如伴NSSI青少年的脑岛(insula) 与ACC体积显著减小⑹。在脑岛和次级躯体感觉皮质 (somatosensory cortex, SI)中,疼痛相关的活动分级与刺激 产生方式无关,自我产生的疼痛刺激在初级SI反应减弱⑶], 说明自我产生的疼痛与外界刺激产生的疼痛对脑部激活 水平影响不同。
1 NSSI与大脑功能
1.1 NSSI与情绪调节功能 青少年心理发育尚未成熟,情 绪稳定性差、易冲动,缺乏有效的情绪调节能力,部分青少 年易将自伤行为作为情绪调节及缓解压力的一种式。 此外,负性情绪抑制能力受损[4】,易导致青少年NSSI增加。 情绪失调程度越高,发生NSSI的风险越高[⑴。情绪调节 障碍可能对NSSI产生影响,并可能与边缘系统异常调节 有关凹。
doi: 10.3969/j .issn. 1002-0152.2021.03.014 ☆国家自然科学基金项目(编号:81671351,81801347);广东省科

自闭症的脑神经影像学研究进展

自闭症的脑神经影像学研究进展

自闭症的脑神经影像学研究进展概述自闭症是一种儿童期开始发病的神经发育紊乱性疾病,其主要特征包括社交互动和沟通能力障碍、重复刻板行为以及受限兴趣和活动。

长期以来,人们一直在努力理解自闭症的神经生物学基础,其中脑神经影像学作为一种非侵入性的方法,逐渐成为了探索自闭症大脑异常功能和结构的重要工具。

本文将介绍近年来关于自闭症脑神经影像学研究的最新进展。

脑功能影像学研究进展近期通过功能性核磁共振成像(fMRI)等技术发现,在自闭症患者中存在着大量与社交认知和情绪处理相关的大脑区域异常。

例如,前额叶皮层、颞叶和顶叶中多个区域在社交认知任务中呈现出功能连接和激活上的差异。

此外,语言处理区如布罗卡区和下线扭曲带也存在着异常活动。

这些研究表明自闭症患者在情绪识别、目光共享和语言理解等方面存在着功能上的缺陷。

除了功能性研究外,脑结构研究也为我们提供了一些有益的信息。

通过经过更高分辨率的技术如磁共振成像(MRI),研究人员发现自闭症患者大脑的整体结构存在差异。

例如,大脑灰质体积和皮层厚度方面的变化被证实与自闭症相关。

尤其是颞叶和额叶区域的神经元连接密度异常,进一步支持了社交认知障碍的发生。

脑网络连接模型近年来,与自闭症相关的脑网络连接模型也开始受到越来越多的关注。

这些模型可以帮助我们理解大范围区域之间相互作用和信息传递的方式,并揭示自闭症患者大脑连接失调的特征。

某些模型指出,自闭症患者存在着不稳定、低效或无法按需切换的功能连接通路。

此外,有人提出在自闭症中存在一种局限性扩散连接现象,即在特定的大脑区域内存在着异常扩展的功能网络。

基因与脑神经影像学研究近年来,一些研究发现自闭症患者的某些共有基因突变与他们的脑神经影像学表现相关。

例如,突触形成相关基因NRXN1和NLGN1的变异被发现与自闭症患者之间的功能连接改变有关。

此外,在与社交认知和情绪处理相关的脑区观察到了部分自闭症易感基因如SHANK2和SHANK3改变所引起的结构和功能异常。

自闭症谱系障碍的多模态神经影像学诊断

自闭症谱系障碍的多模态神经影像学诊断

自闭症谱系障碍的多模态神经影像学诊断自闭症谱系障碍(Autism Spectrum Disorder,ASD)是一种复杂的神经发育障碍,其特征表现为社交互动困难、沟通障碍、重复刻板行为以及兴趣狭窄等。

近年来,多模态神经影像学技术的迅速发展为自闭症的诊断提供了新的视角和方法。

多模态神经影像学包括了多种技术,如磁共振成像(MRI)、正电子发射断层扫描(PET)、脑电图(EEG)等。

这些技术能够从不同角度揭示大脑的结构、功能和代谢等方面的信息,为深入了解自闭症的神经机制提供了有力的工具。

磁共振成像(MRI)是其中应用较为广泛的一种技术。

结构磁共振成像(sMRI)可以用于观察大脑的解剖结构,包括灰质体积、白质完整性等。

研究发现,自闭症患者的大脑在某些区域,如杏仁核、海马体等,可能存在体积异常。

功能磁共振成像(fMRI)则能够测量大脑在执行特定任务或处于静息状态时的活动情况。

通过 fMRI 研究发现,自闭症患者在社交认知相关的脑区,如内侧前额叶皮质、颞上沟等,其激活模式与正常人有所不同。

正电子发射断层扫描(PET)能够检测大脑中的代谢活动和神经递质水平。

例如,一些研究使用 PET 技术观察自闭症患者大脑中的多巴胺、血清素等神经递质的分布和代谢情况,发现了一些异常的模式。

脑电图(EEG)则可以记录大脑的电生理活动。

在自闭症患者中,脑电图可能会显示出异常的脑电波模式,如慢波活动增加、同步性异常等。

这些异常可能与自闭症患者的认知和行为症状有关。

多模态神经影像学不仅能够帮助我们发现自闭症患者大脑的结构和功能异常,还可以为诊断提供客观的生物标志物。

然而,目前这些技术在临床诊断中的应用仍面临一些挑战。

首先,不同研究之间的结果存在一定的差异,这可能与研究对象的年龄、性别、症状严重程度等因素有关,也可能与所采用的技术和分析方法的不同有关。

因此,需要进一步开展大规模、多中心的研究,以获得更加一致和可靠的结果。

其次,虽然多模态神经影像学技术能够发现一些大脑的异常,但这些异常并不是自闭症所特有的,在其他神经精神疾病中也可能出现类似的改变。

孤独症患者脑功能影像学研究进展

孤独症患者脑功能影像学研究进展

孤独症患者脑功能影像学研究进展李想;杜明君;何益群【期刊名称】《中国临床医学影像杂志》【年(卷),期】2015(026)003【总页数】3页(P206-208)【关键词】孤独性障碍;磁共振成像【作者】李想;杜明君;何益群【作者单位】新乡医学院第二附属医院,河南新乡 453002;新乡医学院第二附属医院,河南新乡 453002;新乡医学院第二附属医院,河南新乡 453002【正文语种】中文【中图分类】R749.94;R445.2孤独症谱系障碍(Autistic spectrum disorder,ASD)常起病于婴幼儿期,主要表现为语言障碍、社会交流障碍和/或狭隘的兴趣和重复刻板行为,其病因至今未明。

随着神经影像学技术在精神科的应用,目前关于ASD的主流假说认为ASD 是一种大脑存在异常连通性和异常突触形成的疾病,这种异常可以解释相关神经解剖学的发现以及广泛的脑处理缺陷。

本文对近年来孤独症的神经影像学研究最新进展作综述如下。

血氧水平依赖磁共振检查(BOLD-fMRI)是在活体脑组织兴奋时,根据氧合/脱氧血红蛋白比例的改变,实时的描绘出脑组织兴奋的区域。

BOLD-fMRI可分为任务状态下的“事件相关功能性磁共振”和静息状态下的“静息态fMRI”。

1.1 孤独症的静息态脑功能网络连接异常2005年的一项解剖学研究发现ASD患者大脑额叶区域内部显示出强连通性,而与其他脑皮质区的双向远程连通性减弱[1],研究者认为这可能参与了ASD的神经病理机制。

后续的神经影像学研究结果为该假说提供了支持,Rudie等[2]的研究发现孤独症患者内侧前额叶皮质和后扣带回的连通性降低。

随后vondem Hagen等[3]使用ICA和种子相关分析法也发现孤独症患者内侧前额叶与楔前叶、后扣带回的功能连通性降低。

另外,Tyszka等[4]在一个针对高功能成年孤独症患者静息态功能磁共振的研究中发现,成年患者额叶和颞叶皮层存在异常的脑功能连接,并且这些脑区与其他脑区的功能连通性几乎是最低的。

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i n d e p e n d e n t c o mp o n e n t a n a l y s i s .Re s u l s T t h e f u n c t i o n a l c o n n e c t i v i t i e s o n F r o n t a l — I n f - O r b — L,C a l c a r i n e — L,F on r t a l — Mi d ・ L a n d
李 想 何益 群 桑德 恩 郭 文斌
【 摘要 】 目的 探讨青 少年孤独症 患者 的脑 突显 网络 的异 常。 方法 对 1 5 例青 少年孤 独症患者( 研 究组 ) 和1 5 名健康
与对照 组相
对照者( 对 照组 ) 进行 3 . O T静 息态脑功能磁 共振扫描 , 使 用独立成分分析法对影像 学结果进行分析 。结果
【 A b s t r a c t 】 O b j e c t i v e T o e x p l o r e t h e a b n o r m a l f u n c t i o n i n t h e b r a i n r e s t i n g — s t a t e s l a i e n c e n e t w o r k f o r a d o l e s c e n t w i t h
a u t i s m.M e t h o d s A t o t a l o f 1 5 a d o l e s c e n t s w i t h a u t i s m i n s t u d y g r o u p a n d 1 5 h e lt a h y a d o l e s c e n t s i n c o n t r o l g r o u p w e r e
突显 网络
独 立成 分分析
【 中图分类号】 R 7 4 9 . 9 4
【 文献标识码】 A
【 文章编号】 2 0 9 5 — 9 3 4 6 ( 2 0 1 5 ) 一 0 4— 0 2 4 1 — 4 0
d o i : 1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 2 0 9 5— 9 3 4 6 . 2 0 1 5 . 4. 0 0 0 1
A c o mp a r a i t v e s t u d y o f t h e b r a i n r e s in t g - s t a t e s a l i e n c e n e t wo r k f o r a d o l e s c e n t s wi t h a u i t s m.L /X i a n g,HE Y i q u n,S A NG
比, 研 究组突显网络的左眶部额下 回、 左距 状裂周 围皮层 、 左额 中回 、 右楔叶功 能连通性 减弱 , 右颞 下回、 右海 马旁 回、 右
枕 中回功 能连通性增 强。结论
青 少年孤独症 患者 的静 息态脑 突显网络存在 多个脑 区的功能连通性改 变。
【 关键词 】 孤独症
功能磁共振
C u n e u s - R i n s t u d y g r o u p w e r e ll a s i g n i ic f a n t l y l o we r t h a n t h o s e i n c o n t ol r ro g u p,b u t t h e f u n c t i o n a l c o n n e c t i v i t i e s o n T e mp o r l・ a n f -
e x a mi n e d w i t h t h e 3 . 0 T r e s t i n g — s t a t e F u n c t i o n a l M a g n e t i c R e s o n a n c e I m a g i n g( f MR I )a n d t h e r e s u l t s w e r e a n a l y z e d w i t h
D e e n , e t a 1 .T h e S e c o n d A fi l i a t e d H o s p i t a l o f X i n x i a n g Me d i c a l U n i v e r s i t y , X  ̄ n x i a n g 4 5 3 0 0 2 ,C h i n a
精神 医学杂志 2 0 1 5年第 2 8卷第 4期
J o u r n a l o f P s y c h i a t r y , 2 0 1 5 , V o l 2 8 , N o . 4


论著 ・
青 少 年 孤 独 症 静 息态 脑 突 显 网络 的功 能 影像 学研 究 水
R,P a r a Hi p p o c m p a l・ a R a n d Oc c i p i t a l — Mi d - R i n s t u d y g r o u p we r e s i g n i i f c a n t l y h i g h e r t h a n t h o s e i n c o n t r o l g r o u p .Co n c l u s i o n
T h e r e a r e bn a o ma r l f u n c t i o n s f o r t h e b r a i n r e s t i n g - s t a t e s li a e n c e n e t w o r k o n s o me e n e e p h a l i e r e g i o n s i n t h e a d o l e s c e n t s wi t h
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