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读文万卷005期:使用动脉自旋标记(ASL)成像预测儿童脑肿瘤等级;脑铁沉积与帕金森病认知严重程度有关

1、Radiology:使用动脉自旋标记(ASL)成像预测儿童脑肿瘤等级

脑胶质瘤生长的一个重要机制是微血管增生,从而引起局部的脑血流灌注变化。对于成人来说,衡量灌注的常用MR序列是DSC,但是该序列需要注射对比剂,对于儿童并不适宜。因此,巴黎第七大学的Volodia Dangouloff-Ros等人尝试使用ASL成像来预测儿童脑肿瘤等级。

作者采集了129名儿童的ASL数据,计算了CBF(脑血流)和rCBF(相对脑血流),主要关注后颅凹肿瘤、丘脑瘤、半球瘤这三种肿瘤。对于这三种类型的肿瘤,作者发现低等级肿瘤(如星形细胞瘤)与高等级胶质瘤相比,脑血流显著更低。而且,脑血流与血管密度(由专业医师通过anti-CD34测量)也呈显著相关。ROC分析表明,脑血流区分肿瘤等级的曲线下面积(AUC)可达90%左右。综上所述,基于ASL脑血流指标来区分儿童脑肿瘤等级是可行的。

原文:Dangouloff-Ros V, Deroulers C, Foissac F, et al. Arterial spin labeling to predict brain tumor grading in children: correlations between histopathologic vascular density and perfusion MR imaging[J]. Radiology, 2016, 281(2): 553-566.

DOI:https://doi.org/10.1148/radiol.2016152228

2、jnnp:脑铁沉积与帕金森病认知严重程度有关

图示,QSM数据处理流程

痴呆在帕金森病(Parkinson’s disease,PD)中很常见,但缺乏跟踪帕金森病认知变化的方法。脑组织内铁元素随年龄增长而积累,并与PD痴呆相关的病理蛋白(如淀粉样蛋白)共同定位。来自UCL神经病学研究中心的研究者使用定量磁化率图(quantitative susceptibility mapping ,QSM)来检测与PD认知变化相关的变化,QSM是一种对脑组织铁含量敏感的MRI技术。研究使用蒙特利尔认知评估(Montreal cognitive assessment ,MoCa)、一种经过验证的来评估帕金森氏病的认知能力下降风险的临床算法、视觉感受功能的度量以及运动障碍社会帕金森氏病统一评分量表第三部分(Unified Parkinson’s Disease rating scale part 3,UPDrs-iii)对100例帕金森病早期至中期患者和37例年龄匹配的对照组进行评估。研究了这些指标和QSM之间的联系。

结果发现与控制组相比,PD组前额叶皮层和壳状核中的QSM增加(与较高的脑组织铁含量一致)(多次比较已校正p <0.05)。 PD组的全脑回归分析发现:

(1)海马和丘脑的QSM随MoCa评分降低而增加,

(2)顶叶,额叶和内侧枕叶皮质的QSM随视觉功能变差而增加,随痴呆风险评分升高而增加,

(3 )壳核的QSM随着UPDrs-iii得分升高而增加(所有p <0.05,经过多重比较校正)。相比之下,使用基于体素的形态计量学测得的萎缩在各组之间没有差异,也没有表现出与临床指标相关的差异。

原文:Thomas GEC, Leyland LA, Schrag A-E, Lees AJ, Acosta-Cabronero J, Weil RS. Brain iron deposition is linked with cognitive severity in Parkinson’s disease. J Neurol Neurosurg Psychiatry. 2020;91(4):418-425.

doi:10.1136/jnnp-2019-322042

3、Neuroimage:脊髓灰白质组织的精细划分研究

Aurelien利用7T的核磁设备采集颈部脊髓的影像数据,对脊髓的灰白质组织的组织方式进行研究,并构建了相应的灰白质图谱,为一些神经病理学疾病的研究扩展了新的思路。

T1结构像对于单一的独特的生物学结构缺乏特异,但由于t1结构像高分辨率的特性又可能对区分脊髓区域组织的结构提供帮助,并且可用于鉴别神经退行性疾病病理学上的细微结构的损伤。本次研究中,我们对14名健康被试在7t的核磁设备中使用MP2RAGE序列采集T1结构像数据,其层内分辨率为300微米。从C1到C7椎体水平的单个图像提供了脊髓解剖细节和亚结构的清晰轮廓,这其中包括灰质(GM)角内的运动柱、前中裂、中央管、腹侧、外侧和背侧白质(WM)束和后中隔。相对于在较低空间分辨率数据下难以观察的组织,对该组数据的分析增强了感兴趣区域之间的区分度。基于这批数据的分析,我们构建了脊椎的二维平均模板以及灰白质子结构的人工分割图谱。得益于超高分辨率的影像数据,这项研究提高了对于颈部脊髓的生动描述。由于扩大了研究的功能范围,使得人们对于诸如神经元运动疾病、神经性疼痛以及神经退行的精细研究提供了新的研究思路。

原文:Anterior fissure, central canal, posterior septum and more: New insights into the cervical spinal cord gray and white matter regional organization using T1 mapping at 7T

DOI:https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2019.116275

4、Cognition:语言是如何受到大脑支持的——语言模型介绍之听觉语言加工的双通路模型

近年来,关于语言的神经通路如何实现系统的整合是众多研究者关注的重点。今天给大家再介绍一篇由著名研究者Hick&Poeppel提出的双通路模型。该模型主要是基于听觉言语加工建立的语言加工模型,将语言系统分为了背侧通路和腹侧通路。该框架认为,言语感知的早期皮层阶段包括颞上回两侧的听觉场(尽管不对称)。这个皮层处理系统在早期声音处理后分化成两个广泛的处理流,一个是腹流,涉及到将声音映射到意义上,另一个是背流,涉及到将声音映射到基于发音的表示上。腹流由颞叶皮层向下(后中颞回),由腹侧向外投射腹颞叶皮层(后中颞回),这是颞上回(再次是双侧)中基于声音的语言表达与广泛分布的概念表达之间的接口。背流突出背后外侧,在顶骨颞部边界(SPT)的后侧前庭裂隙中形成一个区域,并最终突出到额叶区。该网络提供了一种机制,用于开发和维护语音和运动之间的表征。虽然背侧通路表示了涉及语音感知和语音生成的过程之间的一个非常紧密的联系,但当语音输入映射到概念表示时,它似乎并不是正常(生态学上自然的)听力条件下语音感知过程的关键组成部分。作者在之后的论述中通过失语症患者的在听觉理解和亚词汇通达能力上不平衡的对比中证明了这一点。

Hick等提出者在多个研究中发现,左侧颞叶前部的激活在加工有结构的句子时比起没有结构的词组或者声音序列要更强,这说明这一脑区的功能可能和将词汇信息组合成更大单元(句子)的表征相关,而这是腹侧通路中将声音投射到意义的重要环节。背侧通路中主要涉及的额下回(主要是布洛卡区)可能只是通过短时的语音记忆影响了句法加工,并不直接参与句法加工。这一假设得到了脑成像实验的证据,在被试加工句子时被要求完成语音任务时,BA44区的句法复杂效应的激活就会减弱(Rogalsky,2008)。在腹侧通路中,钩状束和极囊束可能与语义加工有关,在背侧通路中,上纵束或弓状束的损坏与句法障碍有正相关关系。可以看出,背侧通路和腹侧通路在句法加工和词汇加工上并不是被严格区分的,而且双通路并不是单侧的,而是双侧的。

原文:Ullman, M. T. . (2004). Contributions of memory circuits to language: the declarative/procedural model. Cognition, 92(1-2), 231-270.

https://doi.org/10.1016/j.cognition.2003.10.008

5、Cortex : 语言处理和工作记忆的层次功能连接

语言处理的过程不可避免地涉及工作记忆,尤其是具有复杂句法结构的句子。神经解剖学上的分离为核心句法处理与工作记忆之间的关系提供了间接的证据。但是核心句法处理与工作记忆之间的动态关系尚不清楚。

本研究利用功能磁共振成像(fMRI)技术,通过比较动态因果模型和底层共性架构的不同假设,研究了工作记忆中动态网络关系,为阅读中复杂句子的处理提供了依据。动态因果模型的构建包含了核心语言处理区域(额下回后部和颞中回)、工作记忆相关区域(额下回和顶内沟)和视觉词汇区域(梭状回)。数据分析结果显示,存在一个从视觉词汇区域到工作记忆区域再到核心语言处理区域的层次网络结构。且工作记忆区域到核心语言区域的连接随着句子的复杂性而增加。

原文:Hierarchical functional connectivity between the core language system and the working memory system

DOI: 10.1016/j.cortex.2013.01.007

6、Stroke:脑卒中溶栓患者血管水肿的损伤区域研究

口腔血管水肿(OA)是一种罕见但足以致命的并发症,本文旨在通过体素的病变分析来确定溶栓相关的口腔血管水肿与缺血性中风病变部位之间的关联。被试选择标准的缺血性中风以及具有OA并发症的患者,且同时符合接受r-tPA治疗,年龄大于18以及可供医学报告,并将无法获得CT或MRI序列的患者排除在外。所有患者的MRI最大切片厚度为5mm,在同时接受MRI和CT的患者中采用MRI扫描确定病变(只扫描CT的患者是在卒中发作后24小时内进行CT扫描并能够划定梗塞范围)。使用MRIcron在单个扩散加权图像或未增强CT图像上手动划定病变边界,使用归一化算法结合扫描出的病变形状将其转移到立体的定位空间,使用临床工具箱的CT或MRI归一化算法将图像转化为1*1*1的模板。创建OA以及对照组的病变重叠,在病变图谱分析中确定病变部位的二分重叠值与二分行为变量的相关性。使用MRIcron计算病变体积,临床和人口统计学数据使用shapiro-wilk检验进行正态分布测试并以中位数和四分位间距表示,计算两尾p,统计计算采用spss软件。结果显示在R半区发现了最高的病变重叠,OA患者组的平均血压显著低于对照组,两组之间的梗死体积,心率以及血糖水平等并无差异,较低的血压可能引起血管舒张和血管通透性的增加。

原文:Angioedema in Stroke Patients With Thrombolysis.A Lesion Mapping Study

https://doi.org/10.1161/STROKEAHA.119.025260

7、Neuropsychopharmacology:青少年抑郁和反刍中异常的额岛默认网络动态

青春期是一个发展认知能力和与抑郁症相关的大规模功能性网络的时期。在成年抑郁患者中,尤其是被观察到额岛默认网络异常的患者,与负反刍现象存在联系,因此动态网络可以为研究青少年病理提供新的视角。来自科罗拉多大学波尔得分校的Roselinde H. Kaiser等人便以此为根据对青少年的抑郁和反刍现象进行了深一步的研究。对患有不同程度抑郁的青少年做磁共振成像,使用共激活模式来分析评估整个脑网络的活跃状态,分析了抑郁或者反刍与额岛默认动态网络之间的关系。结果表明,若青少年在包含脑岛,背外侧和内侧前额叶皮层的的额岛默认网络停留时间更长,且持续存在,则其抑郁症状更为严重。这个研究的结果支持了异常额岛默认网络使人更容易反刍,而反刍又导致青少年的抑郁症状。

原文:Abnormal frontoinsular-default network dynamics in adolescent depression and rumination: a preliminary resting-state co-activation pattern analysis

DOI: 10.1038/s41386-019-0399-3

8、Nature neuroscience:人类前额叶皮层认知控制的广泛时间编码

在做决定时,我们常常需要在相互冲突的策略或行动方案之间作出决定。来自犹他大学的Elliot H. Smith的等人,在著名杂志Nature neuroscience发文,使用SEEG的方法记录两组被试的LFP数据,重点分析对控制决策至关重要的两个前额叶区域:背侧前扣带回皮质(dACC)和背外侧前额叶皮质(dlPFC)的单个神经元和局部场电位的反应,来探究冲突处理背后的神经机制。实验过程中要求被试执行MSIT任务,该任务包括两种冲突类型:空间冲突和错误选择冲突。

研究发现,尽管冲突率编码神经元的数量很少,但它们与整个前额叶网络中的LFP有着不成比例的巨大关系。冲突敏感神经元可以作为内侧PFC中的特殊“独奏者”发挥作用。这些独奏者可以作为建立控制需要的早期信号,然后催化整个网络中更广泛的振荡活动。大量的时间编码神经元就像一个“唱诗班”,稳定并放大任务相关信息的表达。“独奏”神经元可能服务于局部的、区域内的目的,由此产生的振荡活动可能有助于协调跨区域的相干反应。这种表达相关信息的多层面方法可能有助于其在神经系统中的有效使用和交流。

原文:Widespread temporal coding of cognitive control in the human prefrontal cortex

DOI:10.1038/s41593-019-0494-0

9、British Journal of Sports Medicine:利用EMG评估足球运动员的髋关节内收练习

八项练习图示

腹股沟损伤是足球运动员最常见的职业病之一,髋关节内收肌力量降低是潜在病因,因此加强髋关节练习在预防和治疗腹股沟损伤方面有巨大潜力。不过,练习强度尚未可知。因此,Andreas Serner等人对此进行了研究,文章发表在British Journal of Sports Medicine

选择40名健康的男性精英足球运动员作为被试,每周训练超过5小时。训练内容包括6项传统+2项新的髋关节内收练习。练习期间利用表面EMG记录双侧长收肌、臀肌和腹肌的肌肉活动,并以最大自主等长收缩(maximal voluntary contraction,MVC)作为参考对peak EMG进行归一化,得到peak nEMG。以peak nEMG作为指标进行后续统计。

结果发现:不同训练导致长收肌的peak nEMG差异较大,范围为14%~108%(p<0.0001)。8项练习中,有3项存在左右腿差异(35-48%,p<0.0001)。臀肌和腹肌的peak nEMG值相对较低(5-48% nEMG, p<0.001)。该结果表明,我们可以通过运动强度对特定的髋内收练习进行分级,为运动员和理疗师在预防和治疗腹股沟损伤的不同阶段选择合适的运动提供指导。

原文:EMG evaluation of hip adduction exercises for soccer players: implications for exercise selection in prevention and treatment of groin injuries

DOI: 10.1136/bjsports-2012-091746

10、LANCET neurology:磁共振波谱评估中低温治疗对新生儿脑病脑损伤的影响

在新生儿脑病中,只有在干预几年后才能可靠地评估损伤的临床表现,这使早期预测复杂化,并使有前途的神经保护剂的试验缓慢而昂贵。英国的Peter J Lally等人在LANCET neurology上发表了他们的研究,旨在确定丘脑质子磁共振波谱(MRS)生物标记物作为新生儿脑病后神经发育异常早期预测指标的准确性。他们在英国和美国的8个新生儿重症监护病房进行了一项前瞻性多中心队列研究,招募了因新生儿脑病接受低温治疗的足月和接近足月的新生儿。出生后4-14天分别获得T1、T2、弥散加权MRI及丘脑质子MRS。在18-24个月后进行临床神经发育测试。主要的结果是MRS生物标记物与不良的神经发育结果(定义为死亡或中度或重度残疾)之间的联系,并使用多变量预后模型进行测量,使用受试者工作特性(ROC)曲线来检验单个生物标志物的预后准确性。

结果表明新生儿脑病出生后不久所获得的丘脑质子MRS测量在预测2年后神经发育方面具有最高的准确性。这些方法可用于提高神经保护试验的效力,同时缩短试验时间。

原文:Magnetic resonance spectroscopy assessment of brain injury after moderate hypothermia in neonatal encephalopathy: a prospective multicentre cohort study

doi:https://dx.doi.org/10.1016/

本文分享自微信公众号 - 思影科技(siyingkeji),作者:杨晓飞

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原始发表时间:2020-05-05

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