读文万卷014期：发现大脑网络组织的计算相关性；电场模拟是否与神经调节有关？；帕金森病患者多巴胺能缺陷以及认知与磁化率有关

1、Trends in Cognitive Sciences：发现大脑网络组织的计算相关性

图示：利用神经网络模型来解释视觉系统中的经验神经数据（即：根据人脑神经网络构建的人工神经网络神经活动的神经元活动与脑功能神经网络的脑区活动具有相似性）

了解神经认知计算不仅需要定位分布在整个大脑中的认知信息，还需要确定该信息如何到达大脑。来自美国罗格斯大学分子和行为神经科学中心的研究者回顾了在将经验和模拟的大脑网络组织与认知信息处理联系起来方面的最新进展。在这些进步的基础上，作者阐述了一个新的框架来理解连通性在认知中的作用：网络编码（编码/解码）模型。这些模型利用连通性通过神经活动流程指定信息的传递，从而成功预测经验神经数据中认知表征的形成。这些模型的成功支持了以下可能性：局部性神经功能从主要由连通性模式指定的分布式活动流程中机械地出现（计算得来）。

原文：Discovering the Computational Relevance of Brain Network Organization

DOI：https://doi.org/10.1016/j.tics.2019.10.005

2、Brain Stimulation:精确的脑刺激：电场模拟是否与神经调节有关？

最近关于经颅直流电刺激(tDCS)的神经和行为后果的研究突出了个体因素的影响，例如大脑解剖决定了电流场分布，从而可能显著影响刺激效果。计算建模方法可能会极大地促进对这些因素的理解，Daria Antonenko等人首次对基于模拟的tDCS诱导的电场和神经生理结果之间的关系进行了研究，并在Brain Stimulation杂志上发表。他们应用tDCS进行闭眼静止状态功能磁共振成像(rsfMRI)，并对24名参与者进行了前后磁共振波谱(MRS)评估。旨在量化15分钟tDCS对感觉运动网络(SMN)强度、γ-氨基丁酸(GABA)和谷氨酸浓度的影响，实现三种刺激条件下的交叉平衡设计。附加的结构解剖MRI序列和单个电极配置的记录允许在两种条件下基于所有参与者的现实头部模型进行个体电场模拟。

结果发现，在神经生理学水平上，与假tDCS相比，在阳极和阴极期间观察到了预期的GABA浓度降低和SMN强度增加，从而重复了以前的结果。tDCS诱导的神经生理调节的幅度与目标左中央前回中基于模拟的电场强度显著相关。该研究结果证实了之前关于tDCS诱导的神经生理调节的报道，并为电场和神经调节效应之间的关联提供了第一个经验证据，进一步促进了对潜在机制的理解。

原文：Towards precise brain stimulation: Is electric fifield simulation related

to neuromodulation?

https://doi.org/10.1016/j.brs.2019.03.072

3、Movement Disorder：帕金森病患者多巴胺能缺陷以及认知与磁化率有关

本研究的目的是评估帕金森病（PD）患者黑质纹状体磁化率与多巴胺转运蛋白异常之间的关系，以及它们与行为和认知障碍的关系。对于该病例对照研究，来自日本名古屋市立大学医学研究生院的研究者招募了41例PD患者和20例年龄匹配的健康对照者。所有参与者都进行了全面的身体和认知评估，3T脑磁共振成像，包括定量磁化图（QSM；铁沉积测量）和单光子发射计算机断层扫描（多巴胺转运蛋白测量）。

研究者将纹状体细分为壳核，尾状核和伏隔核，并使用基于图谱的方法测量了纹状体的QSM值和多巴胺转运蛋白特异性结合率。与健康对照组相比，PD患者在黑质和纹状体细分中具有更高的QSM值。 纹状体多巴胺转运蛋白特异性结合率与黑质的QSM值不相关，而与纹状体的QSM值成反比（丘脑，r = -0.478，P = 0.009;尾状核，r = -0.462，P = 0.011）。 壳核的QSM值与运动帕金森评分呈正相关（运动障碍学会帕金森氏病统一评分量表，r = 0.505，P = 0.003），尾状核的QSM值与认知障碍评分呈负相关（蒙特利尔认知评估，r = −0.525，P <0.001）。这项研究表明，PD患者纹状体铁的积累与多巴胺能缺陷和神经生理学征象相关，突出了QSM作为帕金森氏症和认知功能障碍的辅助生物标志物的潜力。

原文：Magnetic Susceptibility Associates with Dopaminergic Deficits and Cognition in Parkinson's Disease

DOI: 10.1002/mds.28077

4、JAHA : 磁共振血管造影在串联病变中的应用

闭塞性颅外颈动脉疾病患者可能患有颅内闭塞性疾病，即串联病变。血液动力学相关的颅内串联性病变（ tandem intracranial lesions， TILs）的临床研究中，很少用到颅内磁共振血管造影（MRA）。但是TILs在临床基线状态下呈现出严重的以血管节段为单位的血液动力学的改变。而这可能与临床治疗的预后有关。本研究追踪了304例闭塞性颅外颈动脉疾病行颈动脉内膜剥夺术的病例。被试的数据收集包括术前和术后的颅内磁共振血管造影（intracranial 3-dimensional time-of-flight magnetic resonance angiography, 颅内TOF-MRA）和术后（3天内）的弥散张量成像（DWI）。本研究使用的患者纳入标准是：局部梗塞>50%, 弥漫性狭窄>50%,病灶区域信号强度的降低>50%。这些标准提示着术后的疾病的转归及其血液动力学成分。

本研究根据与TILs相关的成分，将被试分为无TILs组、一般成分相关的TILs组和血液动力学成分（术后血管的扭转、新的缺血性损伤）相关的TILs组。术前TILs患者共104人（34.2%)，其中血液动力学成分相关的TILs为54人（17.8%）。数据分析结果显示，行颈动脉内膜剥夺术后，血液动力学成分相关的TILs组病人的弥漫性狭窄和信号密度的降低最为显著。同时，该类型病人更易产生严重的局部梗塞和中风(≤14 days)； 在关于颈动脉内膜剥夺手术后缺血性损伤出现的问题上，血液动力学成分相关的TILs呈现出最高的关联性(优势比: 2.50; 95% CI, 1.20–5.20)。由闭塞性颅外颈动脉患者手术情况可见，血液动力学成分与术后结果的转归具有显著的关系，这主要是由于其与新的缺血性损伤的出现有关。

原文：Hemodynamic Tandem Intracranial Lesions on Magnetic Resonance Angiography in Patients Undergoing Carotid Endarterectomy

Doi:https://doi.org/10.1161/JAHA.116.004153

5、Cerebral Cortex: 新生儿对陌生气味的皮层反应

极早产（VPT, Very preterm）的婴儿往往需要借助保温箱来维持生命，而医疗机械中释放的气味中会刺激婴儿的三叉神经和嗅觉子系统。对鼻粘膜的刺激会引起成人的疼痛，那么这些气味是否也会引起婴儿的疼痛呢？来自卡罗莱纳研究所的Jakob Frie等人在Cerebral Cortex发文，使用功能性近红外光谱技术，采集暴露在医院环境并受到三叉神经/嗅觉刺激的44名新生儿数据。该研究旨在探究早产而和足月婴儿是否在不同的皮质水平上感知气味，这些气味是否引起疼痛，以及口服葡萄糖是否调节这种疼痛。

研究发现，新生儿在出生后第31周开始加工三叉神经/嗅觉刺激，并表现出疼痛行为，疼痛程度与皮层激活水平呈正相关。口服葡萄糖可抑制疼痛行为和皮层激活。皮质整合的发育差异与脑成熟和早产程度有关。总之，VPT和FT婴儿暴露于引起疼痛的异味后表现出三叉神经敏感性，这可能影响新生儿大脑神经回路的发育。

原文：Cortical Responses to Alien Odors in Newborns:An fNIRS Study

DOI：10.1093/cercor/bhx194

思影科技长文解读，可点击浏览：

FNIRS研究：陌生气味竟可以引发新生儿的疼痛感受

6、NeuroImage：大鼠脊髓模板构建分析

神经系统图谱对于神经影响的研究具有重要的作用。在人体上的研究由于伦理道德的限制许多更深入的研究无法开展，但是在模式动物上的研究则相对自由，但是相对的由于缺乏对动物神经系统的解剖知识的缺失，难以对脊髓等组织进行量化的分析，Ariane Saliani发布了一种大鼠脊髓图谱，使得在后续的研究中可以对大鼠这类的模式动物作脊髓方面更加细化的研究。

中央神经系统的图谱对于理解神经性疾病的病理学原因十分重要，这是当前神经科学研究的一大挑战。这些图谱为潜在的白质显微结构提供了新的研究视角并且为许多动物创建了相应的动物模型，这其中也包括大鼠模型。虽然现有的大鼠脊髓模板提供了脊髓轴突的纤维结构信息，但是由于缺乏大量的解剖数据来对脊髓实现全面的形态学量化。在本研究中，Ariane Saliani构建了综合的大鼠脊髓图谱，这其中包含白质显微结构的详细描述，还可以实现轴突的量化分析和髓鞘的形态学分析。利用全层扫描电子显微镜图像和最先进的分割算法，我们生成了轴突直径、轴突密度和g比率（g-ratio）等微观结构参数的图谱。将Waston脊髓壁纸图谱配准到我们的模板上之后，我们计算了脊髓水平与完整性等指标并做统计。我们发现，g比率是相对一致，但是轴向直径表现除了较大的差异。相关的数据与代码都已在github中开源出来了。

原文：Construction of a rat spinal cord atlas of axon morphometry.

https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2019.116156

7、THE JOURNAL OF NUCLEAR MEDICINE：18F-FDG PET评估阿尔兹海默相关低代谢模式的指标总结

在修订版阿尔兹海默诊断标准中，National Institute on Aging and Alzheimer Association建议使用一些生物标记（比如18F-FDG PET在AD影响脑区表现出低代谢）以提高痴呆导致AD和轻度认知障碍导致AD的诊断信心。有三组研究人员已经研发出自动识别AD低代谢模式的技术。而在本研究中，作者试图比较这三种18F-FDG PET数据分析技术的能力，三种技术依次为：PMOD、低代谢收敛指数（hypometabolic convergence index）、对AD低代谢模式脑区进行meta分析（metaROI）。

数据来自3个独立的18F-FDG PET数据库: AD Neuroimaging Initiative (ADNI) 【166人】、the Network for Efficiency and Standardization of Dementia Diagnosis (NEST-DD)【308人】、 the European Alzheimer Disease Consortium PET Study (EADC-PET) 【176人】，将这些被试将其分为AD 、MCI和健康对照三组。对每个AD相关的18F-FDG PET指标，使用接收-操作-特征曲线（receiver-operating-characteristic curves）来描述和比较分类。

结果发现：这三种技术在区分临床组和认知正常老年人的能力上具有高度的敏感性和特异性。每个临床组的分类准确性(根据曲线下面积)更多地取决于数据集的功能，而不是技术。所有分析技术对疾病的严重程度都有不同的敏感性，AD至中度AD的MCI分类精度从0.800到0.949 (PMOD Alzheimer tool)，从0.774到0.967 (metaROI)，从0.801到0.983(低代谢收敛指数)。总的来说，这3种检测技术有潜力帮助检测AD的研究和临床设置。

原文：Summary Metrics to Assess Alzheimer Disease–Related Hypometabolic Pattern with 18F-FDG PET: Head-to-Head Comparison

DOI: 10.2967/jnumed.111.094946

8、Neurology：法布里病导致的皮层运动功能区功能连接的改变

法布里病是α-半乳糖苷酶A（α-Gal A）的基因突变导致的X染色体遗传性多系统溶酶体贮积病。本文利用磁共振成像和临床变量评测与法布里病的相关性，RS-fMRI采用基于种子的分析方法，在左右皮层运动功能区设置两个种子区域，被试为32名经遗传学证实的FD（法布里病）患者以及35名健康对照组。将归一化的VBM图和FC图进行统计分析，使用VBM8进行GM的分割运算，使用CONN软件获得左中央前回和右中央前回的功能连接图，评估种子区域在GM和FC（功能连接）中的差异，讨论FC在FD患者中的改变。结果显示FD患者的FC比健康组低，可能存在皮质通道的改变，这与最近提出的该疾病中运动回路的亚临床参数一致。

原文：Alterations of functional connectivity of the motor cortex in Fabry disease

DOI:http:// DOI 10.1212/WNL.0000000000003913