感觉-认知系统的整合与自闭症谱系障碍的严重程度之间的关系；基于猴脑脑血流与血氧信号耦合的关系研究

1、Journal of the American Academy of Child & Adolescent Psychiatry：感觉-认知系统的整合与自闭症谱系障碍的严重程度之间的关系

孤独症谱系障碍（ASD）的多感官整合功能受损可能是由于大脑系统之间的功能性连接失调引起的。该实验研究ASD患者初级感觉区和异能加工皮层之间的功能连接，以及网络连接的异常是否与临床严重程度有关。

该实验研究了55名高功能自闭症患者和64名健康对照（HC）男性儿童和青少年（总人数n=119，年龄范围7-18岁）。分析逐步功能连通性（SFC）来研究静息状态功能连接与主要感觉皮质高阶脑认知的功能连接的连通性以及三个临床量表之间的关系。

与HC组相比，ASD组表现出以下特点：

（1）在初始连接步距下，视觉皮层存在超连接；

（2）感觉单峰区域与默认模式网络区域之间存在超连接；

（3）感觉单峰区域与额顶叶和注意网络区域的低连通性。这些高关联和低关联模式与ASD临床严重程度有关。

高功能自闭症患者的网络重组会影响单峰到异质性皮质整合的区域从而可以预测临床严重程度。这么看来SFC分析似乎是研究ASD多感觉整合缺陷的神经病理生理学的一个有前途的方法。

原文：Sensory-to-Cognitive Systems Integration Is Associated With Clinical Severity in Autism Spectrum Disorder

https://doi.org/10.1016/j.jaac.2019.05.033

2、Nouron : 基于猴脑脑血流与血氧信号耦合的关系研究

在实验动物之中猴子与人的相似性最高，由于其较大的体型，使得其可以比较 便捷得使用人得扫描设备进行研究，从而使得一些针对于人的研究方法可比较便捷得迁移到猴子的研究上，本文中作者，采集了高分辨率的功能核磁信号、脑血流（CBF）以及脑血量（CBV）等数据，探究正负血液动力学响应下初级视觉处理区域的脑血流和脑血的变化情况。

有6个皮质层之间有着迥异的解剖学与生理学特性，例如其在能量消耗以及前馈机反馈连接都存在不同。但是对于特异性的层间神经处理过程在大脑的fMRI信号是否以及会产生何种影响仍是未知的。为解决该问题，我们采集恒河猴在受刺激后在初级视觉区产生正负血氧响应下大脑的高分辨率血氧信号（BOLD）、脑血流（CBF）以及脑血量的变化（CBV）。结果发现伴随正性的血氧响应，脑血流与脑血量沉陷出同步增加，但是在引发负的血氧响应时，脑血流发生了减少而脑血量则变多了。但是其发生的区域却又不同。在正性的血氧响应发生时，初级视觉处理区域的中心出现了脑血流与脑血量的同步增加，但是在负性响应发生时，视觉处理区域的浅层发生脑血流的减少，而重心区域则出现了脑血量的增加。我们的研究结果说明不同的神经-血管耦合机制导致BOLD的增加和减少，以及神经血管耦合的层流差异。

原文：High-Resolution fMRI Reveals Laminar Differences in Neurovascular Coupling between Positive and Negative BOLD Responses。

DOI：http://dx.doi.org/10.1016/j.neuron.2012.09.019

3、Nature communications：致痫脑源时空分布的无创电磁源成像

脑网络是随时间动态变化的时空现象。功能成像方法致力于无创地评估这些潜在的过程。来自卡耐基梅隆大学大学的Sohrabpour等人在nature communications发文，提出了一种新的源成像方法：使用高密度的脑电图记录来绘制脑网络。

这种方法客观地解决了传统源成像技术的长期局限性，即难以客观地估计潜在源的空间范围以及时间演化。研究者们通过直接比较36例局灶性癫痫患者的颅内脑电图（iEEG）结果和手术切除结果来验证该方法。本研究共分析了1027次放电和86次发作，结果展示了此方法在无创性电生理测量中成像脑网络的位置和空间范围的能力，特别是对于发作期和发作期内的脑网络。本方法为无创性研究大规模动态脑网络提供新方法。

原文：Noninvasive electromagnetic source imaging of spatiotemporally distributed epileptogenic brain sources.

DOI：doi.org/10.1038/s41467-020-15781-0

4、Biological Psychiatry：中脑边缘多巴胺功能与凸显网络的连通性有关（PET与MRI联合研究）

图示：分析方法总结

背景：从精神分裂症到吸毒成瘾的各种神经精神疾病涉及中脑边缘多巴胺系统和皮层凸显网络的异常。两种系统在检测与行为相关的环境刺激中均起关键作用。尽管存在解剖重叠，但是这些系统之间的功能关系仍然未知。临床前研究表明，中脑边缘多巴胺神经元的放电可能激活凸显网络的节点，但是鉴于该网络具有物种特异性，因此需要进行人体研究。

方法：研究者采用PET测量腹侧纹状体中的多巴胺释放能力（使用D2 / 3受体配体11C-PHNO，n = 23）和多巴胺合成能力（使用18F-DOPA，n = 21）。此外还采集静息态fMRI，以研究凸显网络的功能连通性。图论方法用于表征多巴胺能力和网络连接之间的关系。

结果：多巴胺的合成能力与更高的凸显网络连通性相关，这种关系在充当信息处理中心的大脑区域尤为明显。相反，多巴胺释放能力与凸显网络的弱连接有关。多巴胺能力与视觉和感觉运动网络之间没有关系，表明发现的特异性。上述结果表明凸显网络与中脑边缘多巴胺系统之间存在密切关系，并且与神经精神疾病相关，在神经精神疾病中两个系统均出现异常功能。

原文：Mesolimbic Dopamine Function Is Related to Salience Network Connectivity: An Integrative Positron Emission Tomography and Magnetic Resonance Study

DOI:https://doi.org/10.1016/j.biopsych.2018.09.010

5、Cerebral Cortex:人类脑岛在情绪感知和听觉处理中的作用

已有的研究表明，在感觉、运动和情绪处理中均存在脑岛的激活。但是，脑岛内部分区在功能分化尚不清楚。本研究通过记录颅内电极的脑电信号试图探索癫痫病人的听觉情绪处理在脑岛内部的因果关系。在基于结构和功能的分析中得出，脑岛前部和脑岛后部在听觉情绪处理呈现出不同的角色。后侧脑岛对于听觉信息的反应与Heschl回具有相似性；而前部脑岛在听觉信息的情绪处理中，与杏仁核具有相似性。同时，前侧海马的后部在不同的情绪处理中与前侧海马的前部。本研究提示，人类脑岛内部分区在不同部分在感觉情绪处理中扮演着不同的角色。

原文：The Roles of Subdivisions of Human Insula in Emotion Perception and Auditory Processing

doi: 10.1093/cercor/bhx334

6、Neuroimage：大脑白质连通性可以部分预测脑电（EEG）的功能连接

在过去的十年中，脑网络已成为一种先进的模型，它既可以说明各脑区解剖学上的关系（结构网络），也可以说明动态生理学的耦合（功能网络）。这两个描述级别之间的关系仍未被完全解释，依然是一个各路学者关注的研究领域。尤其是目前尚不清楚皮质电流与内部的大脑结构之间的关系。此外，尽管理论表明脑区的沟通在频率上高度相关，但以前尚未探索结构连接如何影响不同频段上的功能连接。

来自波士顿麻省总医院神经内科的科研人员关联了从脑电的源定位和脑内部白质束成像确定的潜在的皮质-皮质结构脑连通性之间的统计关联推断出的功能网络。评估了长时间跨度（分钟）内自发性波动的大脑皮质活动，并将推断的功能网络与宽频带信号以及七个不同频段的基础结构连接性相关联。在此基础上发现，从脑电（EEG）溯源得出的皮层网络部分反映了所有频带中直接和间接潜在的白质连通性。此外，作者还发现，当缺乏结构支持时，与低频段相比，高频段的功能连接性显着降低。皮层电流与潜在的白质连通性之间的关联凸显了人脑中功能网络和结构网络的相互依赖。对更高频率的大脑节律的耦合对结构基础的依赖性更强，这就为基础解剖学直接塑造快速时间尺度上出现的大脑动力学模型提供了新的依据。

原文：EEG functional connectivity is partially predicted by underlying white matter connectivity

http://dx.doi.org/10.1016/j.neuroimage.2014.12.033

7、Schizophrenia Research：针对青少年期精神分裂症潜在的成像生物标志物的异常区域同质性分析

患有青春期分裂症疾病（AOS）的人，他们大脑的结构层以及功能层存在功能异常。AOS患者大脑的局部区域功能同步性仍不清楚。为了探究病人大脑的具体情况，研究学者进行了试验分析并得出了一系列实验结果。

方法：研究学者对初次使用AOS和药物治疗的初治患者进行静息状态功能磁共振扫描，并选择了31个健康人来作为对照组。比较患者和对照组在区域同质性（ReHo）这个指标是否有显著差异，该测量指标（ReHo）反映了大脑局部功能连接性或同步性，表示信息处理的区域集成。然后，接收器op-使用特征曲线和支持向量机评估异常区域的影响以此来区分患者和对照组的同质性。

结果：与对照组相比，AOS患者在双侧上内侧前额叶的ReHo值明显增加，皮层（MPFC），左上颞回（STG）中的ReHovalues，小叶，右下壁小叶（IPL）和左中心旁小叶的ReHo值并显著降低。一个组合双侧上的MPFC，左STG和右IPL的ReHo值通过灵敏度为88.24％，特异性为91.89％，准确度为90.14％的这些值从对照组中得以区分出患者。

结论：AOS初治患者存在脑区域功能同步异常。这些异常区域中的一个ReHo值的组合可以作为潜在的成像生物标志物，以识别AOS患者。

原文：Abnormal regional homogeneity as a potential imaging biomarker for adolescent-onset schizophrenia: A resting-state fMRI study and support vector machine analysis

DOI:10.1016/j.schres.2017.05.038

8、Elife:人类大脑中的大尺度网络集成跟踪记忆编码性能的时间波动

虽然特定脑区的激活/失活被证明是记忆编码成功的预测因素，但时变大尺度脑网络与记忆编码性能波动之间的关系仍不清楚。

Ruedeerat Keerativittayayut等人在Elife杂志上发文，研究了在30-40秒的时间段内，人脑中随时间变化的功能连接模式，这些模式最近被发现与各种认知功能有关。在功能磁共振成像过程中，参与者执行一项记忆编码任务，并通过随后的意外记忆测试来评估他们的表现。功能连接模式的图论分析显示，皮层下、默认模式、突显和视觉子网络与其他子网络的整合程度增加是记忆编码成功的标志。此外，多变量分析使用图论的整合指标可靠地将大脑网络状态划分为高（与低）记忆编码性能的时期。结果发现表明，一系列不同的大脑系统动态地相互作用以支持成功的记忆编码。

原文：Large-scale network integration in the human brain tracks temporal fluctuations in memory encoding performance

DOI：10.7554/eLife.32696

9、Neuroimage：静息状态fMRI功能连接网络的比例阈值设定及其对患者-控制组连接体研究的影响

功能连接已经成为对大脑区域相关性研究方面的一个重要工具，而阈值分割是功能连接学中一种常用的除去假连接和获得连接矩阵的方法，一些研究为了确保跨数据集的网络密度相等，推崇使用“比例阈值”。

作者研究了比例阈值对构建连接矩阵的影响,发现比例阈值法在整FC较低的单个网络中需要基于较低的相关性而选择更过的边缘，从而增加了网络的随机性。根据四个简单的实验，发现低水平的整体FC患者或对照组通常会导致网络效率和聚类产生差异，进而使得总体FC的组间差异水平下降。

据此作者给出了对患者对照功能连接体研究的建议；

(1)在一组间功能连接体研究中，我们建议作者检查、统计测试并报告被测试组间的整体功能连接。

（2）如果怀疑小组之间的总体FC，我们建议在绘制图表时要考虑这些差异在患者和对照组之间对统计指标进行统计检验。

原文：Proportional thresholding in resting-state fMRI functional connectivity networks and consequences for patient-control connectome studies: Issues and recommendations

DOI：10.1016/j.neuroimage.2017.02.005