读文万卷021期：帕金森病伴随轻度认知障碍的基于体素的定量磁化率图

1、Movement Disorders ：帕金森病伴随轻度认知障碍的基于体素的定量磁化率图

脑铁沉积已被认为是帕金森氏病（PD）的发病机制之一。该研究旨在使用基于体素的定量磁化率图分析法检查PD患者认知障碍相关的铁沉积的全脑模式。该研究共招募了24例PD和轻度认知障碍患者，22例PD和认知正常的患者以及20例年龄匹配的健康对照者。所有参与者都进行了全面的认知和身体评估以及脑部MRI。使用基于体素的形态计量学（VBM）和定量磁化率映射（QSM）的组合方法，

我们比较了各组之间全脑的体素式磁化率，并分析了其与认知和行为数据的相关性。结果显示，PD和轻度认知障碍组的蒙特利尔认知评估（MoCA）得分低于PD和正常认知和健康对照组。两组之间的灰质体积没有差异。相比之下，基于体素的定量磁化率图分析表明，PD和轻度认知障碍组在楔叶、楔前叶、尾状核头部、梭状回和眶额皮质中的定量磁化率图值明显高于PD和正常认知组。这些定量磁化率图谱值与PD患者的MoCA评分呈负相关（楔叶：r = -0.510，P <.001；尾状核头部：r = -0.458，P = 0.002）。

该研究表明，PD的认知障碍与脑铁负荷有关，并强调了定量敏感性图谱作为早期评估PD患者认知能力下降的辅助生物标志物的潜力。

原文：Voxel-Based Quantitative Susceptibility Mapping in Parkinson’s Disease With Mild Cognitive Impairment

DOI: 10.1002/mds.27717

2、European Journal of Radiology：脑肿瘤灌注情况的动态对比增强的磁共振造影技术（T1, T2, 和 T∗2）、脉冲动脉自旋标记和正电子断层照影的对比研究

研究目的：动态对比增强的磁共振造影（T1, T2, 和 T∗2）、动脉自旋标记和正子断层照影等技术在临床中均可应用于灌注的测量。但是这些技术一般应用到正常的脑组织中。

材料和方法：在12个患有脑肿瘤的病人中，收集三种定量的动态对比增强磁共振造影（T1增强、T2增强和T*2增强）、脉冲动脉自选标记和正电子断层造影等5种模态的数据。并进行比较分析，获得其对于肿瘤中血管灌注信号的影响。

研究结果：这五种模态的数据在正常脑组织和肿瘤组织的灌注信号的测量上具有线性关系。而在对于肿瘤组织的灌注情况的测量上，这五种模态的数据存在显著差异。

原文：Brain tumor perfusion: Comparison of dynamic contrast enhanced magnetic resonance imaging using T1, T2, and T∗2 contrast, pulsed arterial spin labeling, and H215O positron emission tomography

doi:10.1016/j.ejrad.2008.02.012

3、NeuroImage：基于概率和特定频率耦合的皮层网络

基于静息fMRI信号慢波动的相关性，研究者们建立了大规模的皮层网络模式。然而，皮层网络的电生理机制尚待阐明。利用大规模的ECoG记录，来自清华大学的研究团队在NeuroImage发文，他们开发了一种基于大脑皮层部位在时空微状态下的概率共激活的功能网络分割的新方法。通过皮层电刺激(ECS, electrical cortical stimulation)和体感诱发电位记录验证了分割后的网络，其准确性明显高于传统的长期相关方法。该研究为支持皮层网络的动态特性提供了直接的电生理证据。

研究结果表明，大脑广泛的连接性可能建立在ECoG功率包络在从alpha到低beta(8-32Hz)的公共载频(common carrier frequency)的耦合上。值得注意的是，之前的研究证实，在这个特定频率上的皮层网络模式在不同的任务中是一致的，这类似于静息网络。上述功能网络分割与个体fMRI静息网络图谱的高度相似性也表明，频率限制(band-limited)神经振荡的慢功率包络耦合是自发BOLD信号的电生理基础。总之，该研究揭示了任务和静息大脑共享的大规模皮层网络的概率和特定频率耦合机制。

原文:Human cortical networking by probabilistic and frequency-specific coupling

DOI：doi.org/10.1016/j.neuroimage.2019.116363

4、Lancet Neurology：常染色体显性遗传阿尔兹海默患者的神经影像生物标志变化的时空模式

痴呆发作前会出现β-淀粉样蛋白沉积、葡萄糖代谢不足、大脑结构萎缩等症状。这些病理特征出现的时间和出现的具体脑区都会发生变化，而本研究旨在探讨AD患病过程中，神经成像生物标志何时以及在大脑何处变得异常。

方法：在2009年1月1日至2015年12月31日期间，收集早老素1（PSEN1）、早老素2（PSEN2）或淀粉样蛋白前体蛋白（PSEN1）中携带基因突变的突变非携带者、无症状携带者和有症状携带者的数据。分析感兴趣脑区的11C-PiB PET、18F-FDG PET和结构像指标，以评估生物标志的变化。使用线性混合效应模型来估计生物标志物的变化速率，并确定突变携带者和非携带者之间生物标志物轨迹差异的最早点。

结果：11C-PiB PET可用数据346个（纵向成像为162个）、18F-FDG PET可用数据352个（纵向成像为175个）、MRI可用数据377个（纵向成像为201个）。病理变化存在时间顺序：首先是突变携带者中的Aβ沉积率与非携带者中的Aβ沉积率显著不同（跨区域显示出显著差异，预期的发病前18.9年 [SD 3·3]），其次是低代谢（预期的发病前14·1年[SD 5·1]），最后是结构性下降（预期的发病前4·7年[SD 4·2]）。大多数脑区（但并非所有脑区）都保留了这种生物标记顺序。生物标志物的改变时间在整个大脑中各不相同，楔前叶是每种方法显示出组间差异的第一个皮质区域（预期Aβ累积发作前22·2年，低代谢预期发作前18·8年，以及在预期皮层变薄开始之前的13·0年）。

总的来说：与非携带者相比，突变携带者的Aβ沉积升高，葡萄糖代谢降低和皮质变薄。这些病理学在整个大脑中的累积情况各异，在临床环境中使用生物标志物以及设计和评估临床试验时应考虑这些因素。

原文：Spatial patterns of neuroimaging biomarker change in individuals from families with autosomal dominant Alzheimer’s disease: a longitudinal study

DOI: http://dx.doi.org/10.1016/S1474-4422(18)30028-0

5、Neuro Image:脊髓功能连接分析

基于脊髓的研究越发受到重视，但是由于脊髓长度在扫描中的不同，传统静息态分析方法在此需有所调整，其中配准的重要性尤其重要，但是以往的配准方法有所限制，于此作者开发了新的配准方式，并探索不同的滤波参数对于脊髓静息功能连接的影响。

本文中作者介绍了在健康人群中发现的脊髓中的静息态功能连接。在一组健康志愿者中，我们观察到左右腹侧(运动)通路和左右背侧(感觉)通路之间较大的静息态功能连接。研究中作者在飞利浦7T的设备中采集了共23名无脊髓病史的健康被试的静息态fmri数据。处理中结合T2加权像将图像配准到相应的脊髓图谱之中。数据的配准方式对于后续分析影响重大，由于脊髓数据扫描的特殊性，一般的配置方法无法获得理想的效果，在此作者开发了一套多级的配准方式，相比于以往的如spinal cord toolbox等工具，获得了相对优质的效果。。此外，作者还探究了在不同的滤波参数对分析的影响。基于上述分析结果，我们现在量化了受试者双侧运动和感觉网络的再现性(类内相关系数= 0.54-0.56)，并探讨了包含频率高达0.13 Hz的影响。我们的研究结果表明，频率在0.08 Hz以上可以提高这些静息状态网络的可检测性，这将有利于脊髓功能连接的实际研究。

原文：Reproducibility of resting state spinal cord networks in healthy volunteers at 7 Tesla

doi：https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2016.02.058.

6、Translational Psychiatry：ADHD和ASD：不同的抑制相关的脑激活

注意力缺陷多动症（ADHD）和自闭症谱系障碍（ASD）常同时发生。在这两种情况下，关于抑制和抑制相关的非典型脑激活都有报道，尽管在ASD中略有不同。近年来，研究ADHD和ASD之间的异同的研究显著增加，但直接比较这些疾病之间与抑制相关的神经元相关的文献很少。Ariadna 等人就对ASD和ADHD中共同的和不同的抑制脑功能障碍进行研究。使用功能磁共振成像（fMRI）对患有ADHD、ASD和典型发育期（TD）8-12岁儿童在抑制-停止信号任务中的脑活动进行比较。

对比得出结论，在行为层面上，与TD组相比，仅有ADHD儿童表现出抑制作用减弱，在成功的抑制过程中观察到明显的脑活动模式；ADHD儿童的运动抑制与右下顶叶激活有关，而ASD儿童与右额叶激活相关；组间比较显示，与ADHD组和TD组相比，ASD组的额叶中部激活程度更高。究结果表明，在这两种疾病的抑制过程中，激活的模式不同，除了大脑活动差异外，仅在ADHD儿童中发现的行为抑制缺陷进一步表明反应性抑制是ADHD的核心缺陷之一，但在ASD中则不是。

该研究提供了进一步的证据，有助于理清ASD和ADHD中共同的和不同的抑制功能障碍。

原文：ADHD and ASD: distinct brain patterns of inhibition-related activation?

DOI: https://doi.org/10.1038/s41398-020-0707-z

7、NATURE COMMUNICATIONS：利用层次视觉特征对看到和想象的物体进行一般性解码

物体识别是人类视觉和机器视觉的关键功能。虽然已经有研究能够对看到和想象物体的大脑功能数据进行解码，但预测仅限于训练例子。因此，本文提出了一种任意对象（即不规定被试看到什么图像或者想象什么图像类别）的解码方法，该方法使用机器视觉原理，利用了图像处理中常用的CNN、HMAX模型（其理念是模仿人的认知，由点到线到面逐级抽象，还原高级模型）以及SIFT 方法（Scale-invariant feature transform，尺度不变特征转换，是一种计算机视觉的算法，用来侦测与描述影像中的局部性特征），将对象类别由一组通过分层处理呈现不变的特征来表示。

本文方法证明了视觉特征，包括那些来自深度卷积神经网络的特征，可以通过fMRI模式来预测，并且对于具有较低/较高视觉区域的低/高阶特征，可以分别获得更高的准确性。从一组计算出来的特征中，预测的特征用于识别所看到的/想象的对象类别(扩展到解码器训练之外)，这些特征适用于许多类别对象的图像。此外，对想象对象的解码揭示了从高到低的视觉表征的逐步补充。本文的研究结果证明了人与机器视觉之间的结构相似性，以及它在基于大脑的信息检索中的应用。

原文：Generic decoding of seen and imagined objects using hierarchical visual features

DOI: 10.1038/ncomms15037

8、Magnetic Resonance in Medicine：先进的MRS数据处理仿真软件——FID-A，基于matlab的开源工具包

德国弗莱堡大学的Robin Simpson等人开发了一个开源的、基于MATLAB的软件工具包，用于MRS数据的仿真和处理—FID-A。该软件专门设计用于处理具有多个维度的数据（例如，多个射频通道，平均值，可编辑波谱维度）。它配备了以大多数主要MRI供应商(如西门子、飞利浦、GE、Ag)的格式导入数据的功能，用于将数据导出为几个常见处理软件包的格式(例如，LCModel、jMRUI、Tarquin)。本文发表在Magnetic Resonance in Medicine杂志，对FID-A软件工具包进行了介绍，并用实例对其进行了说明，描述了它的新功能，即：1)使用波谱配准算法自动执行处理例程；2)自动检测和去除运动伪影的扫描；3）能够从单个软件执行MRS计算工作流的几个主要方面。通过对体内GABA编辑的MEGA-PRESS MRS数据进行高级处理。与未处理的数据相比，所描述的处理步骤均导致波谱质量的显著改善。与通用MEGA-PRESS基础集相比，使用定制的基础集拟合MEGA-PRESS数据可提高拟合精度。

原文：Advanced Processing and Simulation of MRS Data Using the FID Appliance (FID-A)—An Open Source, MATLAB-Based Toolkit

DOI 10.1002/mrm.26091