基于功能磁共振成像的静息状态脑活动及功能连接分析

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目前基于静息状态(resting-state)功能磁共振成像(functional MRI,fMRI)的研究已经越来越多。这些研究绝大多数考察基于血氧水平(blood-oxygen level dependent,BOLD)的fMRI信号中低频成分(也称慢波振荡)的同步性,也即从功能整合的角度研究脑区之间的功能连接。基于静息状态功能磁共振成像,本文除了在功能连接分析方面开展研究工作之外,还提出一种检测静息状态下脑活动的方法,并将其应用于精神疾病研究。本文的具体研究内容和取得的创新之处如下:   1.本文提出一种整合fMRI信号时间域和空间域信息的“静息状态脑活动指标”,用以检测静息状态下的脑活动。我们采用该指标度量注意缺陷/多动障碍(Attention Deficit/Hyperactivity Disorder,ADHD)青少年与正常对照静息状态下的脑活动差异,发现与正常对照相比,ADHD患者在感觉皮层和感觉相关皮层表现更为显著的静息状态脑活动。我们认为ADHD患者表现的这些更为显著的脑活动与他们的注意缺陷症状是一致的。   2.本文首次在静息状态下从功能整合的角度研究了ADHD青少年的背侧前扣带回功能网络异常模式,我们发现与正常对照相比,ADHD青少年背侧前扣带回与双侧脑干、双侧脑岛、双侧丘脑、双侧小脑等脑区的功能连接显著增强。我们认为这一结果可能反映了ADHD患者的自主控制异常。   3.本文首次研究了静息状态下BOLD信号之间负相关的稳定性,我们发现静息状态下人脑的视觉、运动皮层与其它脑区的BOLD信号之间表现不稳定的负相关。这一发现的意义在于:它提示我们在作基于静息状态功能磁共振成像的功能连接分析时,对于涉及负相关的结果需要谨慎解释以避开负相关不稳定性的影响。
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