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BRAIN:脑电微状态+fMRI:路易体痴呆的动态脑功能障碍及其起源

路易体痴呆包括路易体和帕金森痴呆两种,而且两者都有认知波动这样的暂时性临床症状。一般认为这种功能障碍是由于大脑内在动力学特性的异常导致。在此背景下,英国纽卡斯尔大学的研究者Schumacher,Taylor以及剑桥大学的合作者O’Brien等人采用横断设计将42例路易体痴呆患者与27例阿尔茨海默症患者和18名健康人进行对比,并采用脑电微状态(该微状态是指一种短暂且稳定的脑内拓扑结构,其时间特征可为大脑动态变化提供有力视角)技术在毫秒级别上进行了分析。此外,作者也使用动态fMRI探究大脑中的哪种加工过程驱动着这种微状态。结果发现,与阿尔茨海默症患者和健康对照组相比,路易体痴呆患者的微状态持续时间明显延长。而阿尔茨海默症患者的微状态动力性基本与对照组持平。相应的,路易体痴呆患者每秒内微状态降低的数量也显著较其他两组更多。路易体痴呆患者组的平均微状态持续时间与认知波动的严重程度呈正相关,而与神经基底节、丘脑网络和大型皮层网络(如视觉和运动网络)之间的动态功能连接呈负相关。

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NeuroImage:警觉性水平对脑电微状态序列调制的证据

大脑的瞬时整体功能状态反映在其电场构型中,聚类分析方法显示了四种构型,称为脑电微状态类A到D。微状态参数的变化与许多神经精神障碍、任务表现和精神状态相关,这确立了它们与认知的相关性。然而,使用闭眼休息状态数据来评估微状态参数的时间动态的常见做法可能会导致与警觉性相关的系统性混淆。研究人员研究了两个独立数据集中的微状态参数的动态变化,结果表明,微状态参数与通过脑电功率分析和fMRI全局信号评估的警觉性水平有很强的相关性。微状态C的持续时间和贡献,以及向微状态C过渡的概率与警觉性正相关,而微状态A和微状态B则相反。此外,在寻找微状态与警觉性水平之间对应关系的来源时,研究发现警觉性水平对微状态序列参数的格兰杰因果效应。总而言之,本研究的发现表明,微状态的持续时间和发生具有不同的起源,可能反映了不同的生理过程。最后,本研究结果表明,在静息态EEG研究中需要考虑警觉性水平。

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重度抑郁症患者的非快速眼动睡眠

睡眠紊乱是重度抑郁症(MDD)的一个关键症状。目前的文献对快速眼动(REM)睡眠的改变进行了很好的描述,但对非快速眼动(non-REM)睡眠的改变却知之甚少。此外,睡眠障碍与MDD的各种认知症状有关,但non-REM睡眠EEG的哪些特征导致了这一点目前尚不清楚。我们综合分析了三个独立收集的数据集(216名被试的N = 284个数据,)中两个中央通道的non-REM睡眠EEG特征。这项探索性和描述性的研究纳入了年龄范围广泛、抑郁症持续时间和严重程度不同、用药或未用药、以及年龄和性别与健康对照组相匹配的MDD患者。我们探讨了睡眠结构的变化,包括睡眠阶段和周期、频谱功率、睡眠纺锤波、慢波(SW)和SW-纺锤波耦合。接下来,我们分析了这些睡眠特征与抑郁症严重程度和程序性记忆的夜间巩固的关系。总的来说,与对照组相比,患者的non-REM睡眠结构没有发现重大的系统性改变。对于non-REM睡眠的微观结构,我们观察到与对照组相比,未用药患者的纺锤波振幅较高,并且在开始使用抗抑郁药物后,SW较长,振幅较低,SW-纺锤波耦合更分散。此外,长期(而非短期)的药物治疗似乎会降低纺锤波的密度。用药患者夜间程序性记忆巩固受损,这与较低的睡眠纺锤波密度有关。我们的结果表明,MDD的non-REM睡眠 EEG的改变可能比以前报道的更精细。我们在抗抑郁药物摄入和年龄的背景下讨论这些发现。

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​以边为中心的时变功能脑网络及其在自闭症中的应用

大脑区域之间的相互作用随着时间的推移而变化,这可以用时变功能连接(tvFC)来描述。估计tvFC的常用方法使用滑动窗口,并提供有限的时间分辨率。另一种替代方法是使用最近提出的边中心方法,这种方法可以跟踪成对大脑区域之间共同波动模式的每时每刻变化。在这里,我们首先研究了边时间序列的动态特征,并将其与滑动窗口tvFC (sw-tvFC)中的动态特征进行了比较。然后,我们使用边时间序列来比较自闭症谱系障碍(ASD)受试者和健康对照组(CN)。我们的结果表明,相对于sw-tvFC,边时间序列捕获了快速和突发的网络水平波动,这些波动在观看电影期间同步。研究的第二部分的结果表明,在CN和ASD中,大脑区域集体共同波动的峰值振幅的大小(估计为边时间序列的平方根(RSS)是相似的。然而,相对于CN, ASD中RSS信号的波谷到波谷持续时间更长。此外,高振幅共波动的边比较表明,网络内边在CN中表现出更大的幅度波动。我们的研究结果表明,由边时间序列捕获的高振幅共波动提供了有关脑功能动力学中断的细节,这可能被用于开发新的精神障碍生物标志物。

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