读文万卷030期：功能磁共振功能连接应用于青少年神经发育；静息态fMRI在阿尔茨海默症患者分类的应用

1.Annual Review of Clinical Psychology：功能磁共振功能连接应用于青少年神经发育

青春期是人类发展的一个关键阶段，它是童年到成年的过渡时期，其特征是人在多个领域都发生了重大的变化。药物成瘾是造成青少年健康问题的一个重要因素，本文从功能连接的角度上探究了大脑功能连接对青少年成瘾的影响。

文章上半部分介绍了各种功能连接的方法，表明了从童年到成年（intrinsic functional connectivity）IFC有三类变化，这些局部到远端、连通性强度和网络组织的变化都是大脑组织变得更加灵活、高效和专业化的相同总体轨迹的不同方面。后半段则详细描述了三类变化对于青少年的影响：

1、从本地连接模式到更分布式连接模式的功能变化，使得青少年在发育过程中有更大的处理效率和行为灵活性。

2、网络强度的改变，青少年大脑网路的塑造很可能受经验影响，特别是对接触滥用物质的影响。

3、层次网络的组织和形成，可能导致更大的行为灵活性和认知控制。相关网络缺乏互动，可能会更容易出现成瘾行为。

原文：fMRI Functional Connectivity Applied to Adolescent Neurodevelopment

DOI: 10.1146/annurev-clinpsy-032814-112753

2.NeuroImage：静息态fMRI在阿尔茨海默症患者分类的应用

已有研究显示阿尔茨海默症（AD）患者在rs-fMRI（静息态功能磁共振成像）扫描中显示出FC（功能连接）模式的改变。但是哪种rs-fMRI措施对AD患者的个体分类最有效，尚不清楚。本文中，研究者对77名AD患者（MMSE = 20.4±4.5）和173名对照（MMSE = 27.5±1.8）的rs-fMRI数据进行了分析。通过独立成分分析得到FC矩阵以及FC矩阵的图属性（如连接度和聚类系数）。并针对每个体素，研究者采用双回归的方法计算出了10个在静息状态网络下的海马体的FC，特征向量中心和ALFF。

研究者们把这些指标分别作为逻辑回归的预测变量，且整合到一组逻辑回归模型当中。并计算了模型的AUC(曲线图下的面积)，以确定分类性能。通过测量及计算，发现AUC值介于0.51和0.84之间，FC矩阵（0.82），FC动态（0.84）和ALFF（0.82）最高。所有措施组合得出AUC为0.85。以上结果提示，使用rs-fMRI扫描可以获得中等到良好的AD分类，FC矩阵，FC动态和ALFF具有最大的判别力，所有静息态度量的组合能细微地提高分类精度。通过本文的研究分析，研究者最终得出rs-fMRI扫描数据可用于个体AD分类，rs-fMRI措施的最佳组合包括FC矩阵和FC动态的结论。

原文：A comprehensive analysis of resting state fMRI measures to classify individual patients with Alzheimer's disease

DOI: 10.1016/j.neuroimage.2017.11.025

3.NeuroImage：静息态脑电功能连通性可预测机器人干涉治疗的效力。

运动缺陷是中风等神经系统疾病的常见表现。为了设计个性化的运动康复程序，例如机器人辅助治疗，预测患者对这种治疗的反应方式非常重要。此前研究发现自发性神经活动可以预测健康人群和中风人群学习新运动行为的能力差异。这项研究调查了自发的静息态功能连通性是否可以预测对机器人辅助治疗的力场做出响应的右（主要）上肢能达到的运动适应的程度。在单次运动适应之前，使用静息态脑电图（EEG）在健康成年人中测量自发性神经活动。覆盖在左侧初级运动皮层（M1）和前额叶前皮层（aPFC）上的对侧电极之间的β频率（β; 15-25 Hz）静息态功能连接状况可以预测随后的运动适应程度。该结果为静息态同步动力学在预测健康样本中运动适应程度方面的功能意义提供了新的依据。这项研究是朝着识别患者的方向迈出的有希望的第一步，这些患者可能会根据简单的自发神经活动测量值，使用机器人干预的上肢康复训练来获得最大治疗效果。

原文：Resting-state functional connectivity predicts the ability to adapt arm reaching in a robot-mediated force field

https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2018.03.054

4.Neurobiology of Aging ：大脑老化的脑影像标志物轨迹

随着年龄的增长，大脑会经历一些结构变化。这些变化反映了正常的衰老过程，因此不一定是病理性的。实际上，更好地理解这些正常变化是了解病理变化的重要基础。几项研究已经研究了正常的大脑衰老，包括横断面和纵向的衰老，并且集中于广泛的磁共振成像（MRI）标记。Elisabeth J. Vinke等人在Neurobiology of Aging上发文，旨在通过对大脑衰老进行全面的纵向评估，提供大脑衰老的各个方面，提供体积（整体和大叶；皮层和皮质下），微结构和局灶性脑成像标记物以及这些标记物在老化中变化的顺序。他们根据2005年至2016年间5286名45岁及以上的鹿特丹人口研究中获得的10755个MRI扫描结果计算轨迹。每个参与者的平均MRI扫描次数为2次(从1到4次不等)，平均间隔3.3年(从0.2到9.5年不等)和平均随访时间5.2年(从0.3到9.8年不等)。

结果发现，不同体积、微观结构和焦点标记物的轨迹呈非线性曲线，随年龄增长而加速变化。与女性相比，发现男性整体、大叶体积和微观结构标志物的变化更早。对于皮层下和皮层体积，结果显示，随着年龄的增长，皮层下、皮层体积和厚度呈线性和非线性的混合轨迹，或增加、减少或稳定。男人和女人之间的差异可以在几个分区中看到;然而，这些差异的方向是复杂的。病灶标记物的存在呈非线性增长，男性发生皮质或腔隙性梗死的可能性更高。这项研究中的数据为了解大脑的正常老化过程及其变化提供了依据。

原文：Trajectories of imaging markers in brain aging: the Rotterdam Study

doi:10.1016/j.neurobiolaging.2018.07.00

5.IEEE TRANSACTIONS ON COGNITIVE AND DEVELOPMENTAL SYSTEMS：基于时频和连通性掩模的认知性任务脑电解码

脑电图（EEG）是生物信息学中的重要研究手段之一，由于其具有高时间分辨率和无创性的优点，已被广泛用于检测与特定心理任务有关的大脑活动。脑机接口（BCI）技术在人脑与外部实验环境或用于通讯或者功能恢复的设备之间建立桥梁，它能够通过解码脑电波，识别出一些小概率的心理任务或者心理事件。解码算法的好坏将直接影响到脑机接口技术的性能表现。

到目前为止，已经形成了许多解码算法，特别是基于特定频段功率谱的特征提取算法经常被应用到脑机接口系统中，因为此类算法相对稳定且易于解释。然而，与认知任务相关的脑电动力学连接通常涉及到多个频段，因此传统的算法只抓住了局部的有用信息，可能导致重要信息的丢失。

本文提出了基于时频掩模（TFM）和连通性掩模（CM）的解码算法，分别在3个脑机接口竞赛题目的数据集上比较了它们与传统特定频段特定时段（SFST）算法的表现。结果证明，TFM算法能够充分利用所有时频点的信息，在特征提取方面展现出更高的精准度，而CM算法的表现也要好于STSF。作者进一步用支持向量机（SVM）的方法将二者结合，进一步提升了算法性能。

原文：Decoding EEG in Cognitive Tasks With Time-Frequency and Connectivity Masks.

DOI: 10.1109/TCDS.2016.2555952

6.Neuropsychopharmacology：亚临床抑郁症和焦虑症患者内μ-阿片受体的有效性降低

重度抑郁障碍与情绪低落、焦虑、失眠、睡眠问题和认知障碍有关。其中许多功能是由μ-阿片受体（MOR）系统调控的。然而先前已经有研究得出在不同条件下MOR在抑郁和焦虑中的作用的具有不确定性。此外，目前尚不清楚亚临床抑郁症和焦虑症患者中是否存在MOR的改变。在Lauri Nummenmaa等人进行了一项大规模的回顾性横断面研究中，对被试的大脑MOR可用性通过正电子发射断层扫描术（PET）进行测量，采用问卷的方式调查被试的病状严重程度。在亚临床范围内，焦虑和抑郁的分数与皮质和皮质下区域的MOR有效性呈负相关，尤其是在杏仁核、海马体、腹侧纹状体、眶额和扣带回皮质。

该研究的结论是，MOR的有效性失调与抑郁和焦虑症的情绪和病理生理学改变有关。

原文：Lowered endogenous mu-opioid receptor availability in subclinical depression and anxiety

DOI：https://doi.org/10.1038/s41386-020-0725-9

7.J. Neurosci 在中央前回和额下回的发音手势和音位的表征差异

语言是人类交流的重要形式，是我们日常生活的中心。然而，尽管经过了几十年的研究，我们对语音产生的基本神经控制的理解仍不完整。目前的理论将语音的产生建模为一个层次结构，从句子和短语到单词、音节、语音（音位）和用于产生语音（发音手势）的声道发音器的动作，并假设他们都被编码在动作皮层中。来自芝加哥西北大学的Mugler等人在J.Neurosci发文，使用ECoG的研究方法，在9名参与者中，研究了腹侧前额叶和额下回的发音手势和音位的皮层表征。

结果表明，腹侧中央前皮层在更大程度上表征手势而不是音位，而下额叶皮层（布洛卡区的一部分）同时表征手势和音位。这表明，语言的产生与身体其他部位的运动（如手臂和手的运动。）具有相似的皮层组织结构。这对于我们理解语言产生和设计脑-机器接口以恢复失语者的交流都有重要的意义。

原文：Differential Representation of Articulatory Gestures and Phonemes in Precentral and Inferior Frontal Gyri

DOI：10.1523/JNEUROSCI.1206-18.2018

8.Hearing Research：双耳反遮蔽效应在大鼠听觉皮层包络信号处理精确性的作用

噪声环境下听觉信息的识别对于动物的生存具有重要的意义。同时，双耳接收到信号的时差在噪声背景下的听觉信息识别中具有重要意义，这称为双耳反遮蔽效应。但是已有的研究主要关注于双耳遮蔽效应中个体反应的幅值，而对于双耳遮蔽效应对于中枢听觉信息的表示及其精确度的关系尚不清楚。双耳反遮蔽效应后的频率（Frequency following responses，FFRs)与神经活动存在锁相关系，这可以作为中枢听觉信号表示精确度的度量。

本研究通过记录大鼠听觉皮层的颅内脑电，试图探索双耳反遮蔽效应对于中枢听觉信息表示的影响。研究结果提示：

(1) FFRs的刺激-反应的相干系数提示窄带信号的表示与双耳反遮蔽效应有关。

(2)宽带信号的表示能够在IC区域引起更高的FFR包络信号中S-R相干系数的降低

(3)在窄带信号和宽带信号中引入双耳接受信息的时差不会影响IC区域的刺激-反应的相干系数，但对于AC区域的刺激-反应的FFR包络信号、AC和IC区域之间的刺激反应的FFR包络信号则有显著的提高。

以上研究提示，虽然AC区域噪声下听觉信息的表示精确性较IC区域低，但是其在双耳反遮蔽中扮演重要角色。以上研究提示在双耳反遮蔽效应中存在从IC区域到AC区域的信息流动。

原文：Binaural unmasking of the accuracy of envelope-signal representation in rat auditory cortex but not auditory midbrain

DOI：https://doi.org/10.1016/j.heares.2019.04.003

9.NeuroImage:基于小鼠电刺激下神经基质响应与平均动脉血压变化研究

往常对动物外部刺激任务态的探究只局限于神经影像学方面对于其他生理活动方面的延申较少，本文中作者在影像学的研究之外，还和关注了刺激发生时平均动脉血压的变化，提出了一种在应对外部刺激时大脑与机体为的应对机制。

神经基质或称“疼痛基质“是大脑中司掌疼痛的皮层区域网络，由对身体的疼痛刺激所激活。在人类与小鼠上人们已经广泛使用基于血氧信号（BOLD）的功能磁共振成像技术进行研究。在这里，研究结果表明基于明显的体感刺激产生的血氧信号响应容易在平均动脉血压（MABP）的变化，而非神经活动。实验发现在功能磁共振成像中对小鼠施加的标准电刺激可以诱导平均动脉血压的实质性升高。比较有趣的是在没有体感刺激下，由药物诱发的平均动脉血压变化时，神经基质中产生的响应与电刺激下的模式十分相似。这引发了我们对小鼠fmri研究的思考。在研究动物对于疼痛刺激下发现的某些位置的血氧激活的差异或许是由于神经基质与引流大静脉共同导致的结果。

基于以上发现，我们提出一种心血管支持机制的设想，在战斗或者逃跑等较为刺激的情况下平均动脉血压的突然增加可为神经机制和其他必要的大脑活动提供额外的能量供应，以支持突然升高的大脑和身体消耗。

原文：Somatosensory BOLD fMRI reveals close link between salient blood pressurechanges and the murine neuromatri.

Doi：https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2018.02.00