7T质子磁共振波谱法评价首发精神病患者脑代谢

1、JAMA Psychiatry：7T质子磁共振波谱法评价首发精神病患者脑代谢

高场强磁共振波谱(MRS)在大量被试的多个大脑区域的使用，有助于在体内研究首发精神病患者(FEP)与健康参与者相比的局部或扩散改变的大脑代谢物。最近，约翰霍普金斯大学的Anna M. Wang博士等人在JAMA Psychiatry发表了研究：他们从约翰·霍普金斯精神分裂症中心诊所和当地居民中招募了81例首发精神病患者与91名年龄匹配的对照者，比较两组人在5个脑区的代谢物水平，并探讨了目标代谢物水平与神经心理测试表现之间的可能联系。MR成像采用7-T MRS，评估被试的脑代谢物水平包括谷氨酸，谷氨酰胺，γ-氨基丁酸（GABA），N-乙酰天冬氨酸，N-乙酰天冬氨酰谷氨酸和谷胱甘肽，以及评估神经心理学测试的表现。

结果发现，与健康参与者相比，FEP患者存在多种代谢异常： FEP前扣带回中的谷氨酸水平，N-乙酰天门冬氨酸，GABA，谷胱甘肽减少；眶额区和丘脑中的N-乙酰天门冬氨酸减少;丘脑中的谷胱甘肽水平降低。在FEP患者中，半卵圆中心白质中的N-乙酰天门冬氨酸水平与神经心理学测试的表现显著相关，包括处理速度（r = 0.48; P <.001），视觉（r = 0.33; P = .04）和工作（r = 0.38; P = 0.01）和整体认知表现（r = 0.38; P = 0.01）。

这表明利用7T磁共振波谱技术可以检测出与神经心理测试表现相关的首发精神病患者的多种代谢异常，可能有助于解释FEP的发病机制。

原文：Assessing Brain Metabolism With 7-T Proton Magnetic Resonance Spectroscopy in Patients With First-Episode Psychosis

doi:10.1001/jamapsychiatry.2018.3637

2、Schizophr Bull：正常青少年与精神病谱的青少年的静息态功能脑网络在成长过程中是稳定的

静息态的功能性神经影像能够捕捉到大规模的脑网络，然而脑网络在青少年的成长过程中是完整的还是被破坏了仍旧未得到解决。最近，由Maria Jalbrzikowski发布在《Schizophr Bull》上的文章则对此进行了深入研究。取三组被试，费城神经发育组（PNC组）、正常发育的青少年组（LUNA组）、第一期精神病组（FEP组），测量其儿童晚期、青少年早期、青少年晚期以及成年期的脑网络情况。运用多元分析的方法评估了FEP组与LUNA组之间的稳定性与差别。在所有年龄段的脑网络中，精神病患者与正常发育的青年具有相似的功能。在FEP组与PNC组的青少年中，脑网络均是完好无损，可以认为，认知功能或临床症状的变化与青少年精神病谱或FEP的网络组织无关。

该研究为精神病风险和从儿童晚期到成年期精神病患者的完整功能脑网络提供了有效证据，青少年期间的脑网络发育并不会对精神分裂病症的程度有较多的影响。

原文：Resting-State Functional Network Organization Is Stable Across Adolescent Development for Typical and Psychosis Spectrum Youth

doi:10.1093/schbul/sbz053

3、EBioMedicine:躁郁症患者在不同状态下大尺度脑网络功能紊乱的比较研究：一个基于静息功能连接的荟萃研究

躁郁症是一种情感精神疾病，常伴随行为以及思维的障碍，其情感上常表现为在过度低落与过度的情绪高涨之间反复横跳。已有研究表明这种情感失调中常伴随大范围脑网络的功能紊乱，但是在不同状态下的脑网络发生了何种变化仍是未知的。Yanlin团队在EBioMedicine上发表的论文便对躁郁症患者在不同状态下的脑功能连接的差异进行了研究。

Yanlin 团队使用基于种子点的静息态功能连接，比较患者在不同状态下功能连接的本质差异。数据收集上该团队从30个公开数据中收集上千例被试信息其中患者组有1047个，对照组有1081个被试，对其计算了39个基于种子点的功能连接。种子点按照其在先验脑网络中的位置划分种子点的归属。这种基于种子点的状态间效应分析可以帮助我们确定不同状态与每个基于种子点的功能连接网络在网络内部与网络之间连接增加或减少相关的大脑系统。

结果发现患者在狂躁状态下情感网络的网络内连接表现出减弱，而在抑郁状态下则没有。相同的情况在DMN默认模式网络中也有出现，但是不同的是，在抑郁状态下默认模式网络内的功能连接表现出增强。另外我们也观察到在两种状态下不同网络间连接模式出现了连接的紊乱。

本研究是首次通过荟萃分析发现躁郁症在两种状态下大范围脑网络下功能模式本质上的不同。这些发现说明在躁郁症患者在不同情绪状态切换下所产生的认知与情感功能紊乱与这种网络模式之间的变换是相关的。这种不同的网络模式或可作为一种与临床高度相关的生物标记，为患者在发病或者缓解状态下治疗策略的调整提供指导。

原文：Large-scale network dysfunction in the acute state compared to the remitted state of bipolar disorder: A meta-analysis of resting-state functional connectivity.

Doi: https://doi.org/10.1016/j.ebiom.2020.102742

4、Biological Psychiatry:抑郁症患者的脑磁图与自杀意念的关系

研究清楚自杀意念（SI）的神经生物学基础对提高对自杀的认识十分重要，Jessica R. Gilbert等人就以伽马能作为指标研究了SI与抑郁症的神经生物学基础，同时评估了氯胺酮的药理干预作用。该研究对29名无药物治疗的重度抑郁症患者进行实验，比较皮下注射氯胺酮与安慰剂的疗效差别。收集被试基线与进行治疗后的脑磁图，预处理之后，评估各个情况下SI评分与抑郁评分的关系，得出使用氯胺酮的效果比基线更好，但是安慰剂组与其余两组均没有显著性差异；然后使用线性混合模型来确定伽马能与SI和抑郁相关的脑区；再用动态因果模型来确认具有显著性的网络是否对氯胺酮有反应。从结果上来说，该研究证明了氯胺酮对于SI和抑郁症的治疗有明显的作用。

该研究以脑磁图为基础，研究了SI和抑郁症与脑网络中伽马能的异常之间的关系，同时探究了氯胺酮在临床治疗上的作用。

原文：Magnetoencephalographic Correlates of Suicidal Ideation in Major Depression

DOI: https://doi.org/10.1016/j.bpsc.2019.11.011

5、Brain:前额内测皮层的一般区域有助于中风后语言的恢复

本文首先提出一个左半球卒中后语言功能的恢复不仅仅依赖于语言专用系统的完整性，还取决于具有广泛作用的“Domain-general”（注：意思是一般的通用认知能力）大脑系统，作者先提出中风后语言的恢复可能与该领域的能力差异有关的假设，为了验证这个假设，选区两个时间点的27名左半球卒中患者进行行为评估和与事件相关的功能磁共振成像任务，功能磁共振成像旨在区分语言产生的激活和认知处理相关的激活。将两个时间点的早期和晚期的区域激活与语言恢复的纵向测量进行对比，同时在决策任务期的辅助运动区观察到了大量的活动，语音生成过程再次区域内的激活水平与两个时间点生成的纵向恢复呈正相关的关系，后期阶段的相关性大于前期。由此得到辅助运动区与语言恢复之间存在着特别显著的关系，““Domain-general””的基线评估可以更好地帮助我们更好地预测恢复。注：所有27名患者左半球都有左半球埂塞，三名患者在右半球有小梗塞，健康组选择24名年龄，非左撇子，英语流畅的被试。

原文：Domain-general subregions of the medial prefrontal cortex contribute to recovery of language after stroke

doi:http://10.1093/brain/awx134

6、NeuroImage : 复杂句法处理期间的网络调节

复杂的句子处理由包括下额叶皮层和后上颞叶皮层的左神经网络支持。 这项研究调查了该网络内的连通性和信息流的模式。 我们使用了一项fMRI BOLD数据，该数据来自早期研究报告中的12名健康参与者（Thompson, C. K., Den Ouden, D. B., Bonakdarpour, B., Garibaldi, K., & Parrish, T. B. (2010b). Neural plasticity and treatment-induced recovery of sentence processing in agrammatism. Neuropsychologia, 48(11), 3211–3227）来识别与对象分离相关的激活峰。对从参与者特定的激活峰中提取的时间序列进行了定向偏相关分析，显示了四个区域之间的功能连接性证据，即运动前皮层，下额回，后颞上沟和后颞中回之间呈线性关系。在使用动态因果建模的过程中，该网络的输入到后颞上皮层，可能支持主题角色分配；网络的输入到下额叶皮层可能是句法计算相关的核心区域。动态因果建模最佳模型是通过频度和贝叶斯准则来确定的。

数据分析结果下显示通过下额叶皮层的主要输入和通过复杂句子处理来调节下额叶皮层和后颞上皮层之间的连接来反映网络。 其中，最优模型模型还显示了从后颞上皮层回到下额叶皮层的反馈机制的实质性作用。本研究结果提示议复杂的句法处理是由词序分析驱动的，由下额叶皮层支持，与后上颞叶皮层有交互关系，后者支持动词参数结构处理。

原文：Network modulation during complex syntactic processing

DOI： https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2011.07.057

7、Nature communications: 功能性脑结构与阿尔茨海默症中tau蛋白积累的速率有关

在阿尔茨海默氏病（AD）中，认知能力下降与tau蛋白病理性改变密切相关。临床前证据表明，tau蛋白以活动依赖的方式在连接的神经元间传播。支持这一点的横向AD研究表明，tau蛋白沉积模式类似于功能脑网络。但是，功能连通性是否与tau积累速率有关仍未可知。来自德国路德维希-马克西米利安-慕尼黑大学的研究者在两个独立的样本中将静态fMRI与纵向tau-PET结合，包括53个（ADNI）和41个（BioFINDER）淀粉样生物标志物（amyloid-biomarker）定义的AD被试以及28个（ADNI）与16个（BioFINDER）淀粉样阴性的健康对照。在这两个样本中，AD受试者的tau蛋白积累都比对照组快。其次，在AD中，在400个感兴趣区域（ROI）之间的fMRI评估的连通性与相应ROI中相关的tau-PET积累相关。第三，研究还提出了一个包含基线时的连通性和tau-PET的模型预测未来的tau-PET积累。总而言之，连通性与tau蛋白传递在AD中相关联，支持跨神经元tau传播的观点。

原文：Functional brain architecture is associated with the rate of tau accumulation in Alzheimer’s disease

DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-019-14159-1

8、Journal of fluency disorders：口吃儿童异常的功能脑网络结构

本文结合了一个大型纵向神经成像数据集(包括有口吃和不口吃的儿童)和全脑网络分析方法，以检查与口吃相关的网络内和网络间的连接变化。此外，该研究的一个重要探索点在于确定儿童早期表现出整个大脑连接模式是否可以预测未来几年的持续性口吃。由于目前还未有良好的指标能够作为儿童口吃未来发展的预测性指标，因此，对于该问题的任何探索都将有深远影响。

该文中共有224个被试，其中84名儿童(42口吃,42控制)使用独立成分分析法(ICA),进行了单个脑网络成分的分析以及多个脑网络的FNC分析。并且，在第二项分析中，作者使用机器学习方法检验了最能预测口吃状况的因素是否也能预测口吃的持久性。

结果发现，口吃状态，以及口吃的持久性，与异常的网络连接有关，包括默认网络及其与注意力、躯体运动和额顶叶网络的连接。结果表明，支持熟练任务表现的大型神经网络的整合和分离的平衡发生了发展性地变化，包括对流畅语音运动进行控制的网络。并且，默认网络的异常结构能够有效的预测口吃儿童在未来发展中的持续性口吃表现。

本研究支持口吃是一种复杂的神经发育障碍的观点，并提供了全面的大脑网络图来证实过去的理论，强调考虑情景、情感、注意力和语言因素在解释口吃发作、持续和恢复的基础上的重要性。

原文：Anomalous network architecture of the resting brain in children who stutter. Journal of fluency disorders, 55, 46-67.

9、Current Biology：FDG-PET结合EEG发现迷走神经刺激可提高植物人意识水平

处于植物人状态的病人由于大脑皮层、脑干、丘脑和白质的损伤而出现严重的意识障碍，这可能是由于长期皮质-皮质和丘脑-皮质通路的断开。意识恢复的可能性取决于脑损伤的程度和病人的病因，但在一年的无反应行为后，机会变得很低。因此，有必要探索恢复意识的新方法。Martina Corazzol等人发现了迷走神经刺激可以提高一个处于植物人状态的病人的意识水平，包括改善的行为反应性和增强的大脑连接模式。文章发表在Current Biology。

根据迷走神经刺激功能上重组丘脑-皮质网络的假设，作者测试了迷走神经刺激对一名创伤性脑损伤后15年处于植物人状态病人的皮质活动的影响。迷走神经刺激前后分别记录行为数据、EEG和18F-FDG PET。刺激逐渐增加至最大强度1.5 mA，植入6个月后监测其效果。

临床检查和昏迷恢复意识量表发现病人从植物人状态过渡到最低意识状态。EEG结果发现：相比于刺激前，刺激后的theta power（4-7Hz）显著增加（该信号可用来区分最低意识状态和植物人状态），并且引起power增加的脑区主要分布在枕顶叶、下颞叶、额中央和脑岛，这些区域属于默认模式网络。此外，计算加权符号互信息(wSMI)，这是一种测量大脑皮层连通性和信息共享的敏感意识指数。该结果发现在4-10 Hz内严格区分植物人状态和最低意识状态最后，18F-FDG PET结果证实了脑电图的发现，在植入刺激器后三个月，枕-顶-额和基底神经节区域的活动显著增加。迷走神经刺激增强了丘脑中的代谢信号，丘脑是迷走神经的一个目标。

总的来说，增强迷走神经对大脑的输入有助于恢复意识，即使在处于植物人状态多年之后，从而挑战了意识障碍持续12个月是不可逆转的这一信念，证实了迷走神经刺激在调节大规模人类大脑活动和减轻意识障碍方面的治疗潜力。

原文：Restoring consciousness with vagus nerve stimulation

DOI：http://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2017.07.060