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读文万卷003期:使用DSC与DCE区分恶性胶质瘤复发与放疗坏死;
发布者:admin 发布时间:2020/5/6

 

 

1Journal of MagneticResonance Imaging:使用DSCDCE区分恶性胶质瘤复发与放疗坏死

图示:1)上,恶性胶质瘤复发;2)下,放疗坏死。

恶性胶质瘤的疗法包括手术、放疗、化疗等,临床上常用DSCDCE来评估血流状况和相关生理参数。例如,DSC可以获得脑血容量(CBV)等指标,而DCE可以获得渗透率(Ktrans)等指标。来自渥太华大学的Nader Zakhari等人比较关注的是,DSCDCE指标在区分恶性胶质瘤复发与放疗坏死时孰优孰劣。

作者共采集了98个病例的DSCDCE图像,将病例分为复发组和坏死组(参考图示),并使用专业的后处理软件计算了相关指标。之后对这些指标做了组间比较,只有CBV通过了Bonferroni校正。为了评估DSCDCE指标区分复发和坏死的精度,作者采用了Logistic回归模型进行预测。结果发现,CBV的分类效果更好;加上渗透率等指标后,并不能获得明显的精度提升。该结果有待在更大样本的数据集上进行验证。
原文:ZakhariN, Taccone M S, Torres C H, et al. Prospective comparative diagnostic accuracyevaluation of dynamic contrast‐enhanced (DCE) vs. dynamic susceptibilitycontrast (DSC) MR perfusion in differentiating tumor recurrence from radiationnecrosis in treated high‐grade gliomas[J]. Journal of Magnetic ResonanceImaging, 2019, 50(2): 573-582DOI: 10.1002/jmri.26621

2Lancet Psychiatry首发精神病患者皮质谷氨酸与纹状体多巴胺的关系:横断面多模态PET与磁共振波谱成像研究

精神疾病的病理生理学尚未被完全了解,有精神病模型认为皮层谷氨酸能信号的中断导致了纹状体多巴胺的合成能力异常。对此假设,英国的Sameer Jauhar等人在Lancet Psychiatry上发表了一项研究,利用1F-DOPA PET(测量纹状体多巴胺合成能力)MRS(质子磁共振波谱测量前扣带皮层谷氨酸浓度),首次测试了皮层谷氨酸盐浓度和纹状体多巴胺合成能力与精神病症状之间的关系。

此研究招募了28名首发精神病患者和28名健康对照组。参与者被要求属于精神病首发,之前没有疾病或治疗的经历。症状测量采用阳性和阴性证候量表。

研究发现,精神病患者的谷氨酸浓度与纹状体多巴胺合成能力呈显著的负相关(R2=0.16p=0.03)。在模型中加入年龄、性别、种族和药物状况后,这种关系仍然显著(p=0015)。在健康对照组中,多巴胺和谷氨酸测量值之间没有显著关系(R2=004p=0.39)。阳性和阴性症状量表阳性精神病症状与纹状体多巴胺合成能力呈正相关(R2=0.14p=0.046),与前扣带回谷氨酸浓度呈负相关R2=0.16p=0.03)。未发现与阴性症状的相关。

这些观察结果与皮质谷氨酸功能障碍与皮质下多巴胺合成能力和精神病有关的假设一致。虽然大脑皮层谷氨酸和多巴胺在体内的确切机制关系尚不清楚,但此发现支持进一步的研究,以测试调节大脑皮层谷氨酸在精神病治疗中的作用。 

原文:The relationship between corticalglutamate and striatal dopamine in first-episode psychosis: a cross-sectionalmultimodal PET and magnetic resonance spectroscopy imagingstudyhttp://dx.doi.org/10.1016/S2215-0366(18)30268-2

3Trends in cognitive sciences:语言是如何受到大脑支持的——语言模型介绍之三阶段模型

近年来,关于语言的神经通路如何实现系统的整合是众多研究者关注的重点。今天给大家介绍一篇由著名神经语言学家Friederice提出的三阶段模型。此模型由Friederci提出。该模型包括了句子加工各阶段时间及其对应的脑电成分。三阶段模型把句子加工分为三个阶段:

第一阶段(100-300ms)是以词类信息为基础的句法-短语结构的加工,其脑区定位在左侧颞上回后部和左侧额下回岛盖部。

第二阶段(300-500ms)是词汇-语义和形态句法共同参与题元角色的分配,主要涉及部分颞叶和额叶。左侧颞中回和BA45/47区与语义加工有关,左侧颞上回前部和左侧额下回的BA45区及额叶岛盖部与句法加工有关,

第三个阶段(500-1000ms)主要是不同类型的信息整合,尤其是在句子较复杂,句法语义信息不能迅速整合,句中的再分析及修复都在此阶段进行。每个阶段都有句法加工,韵律的加工影响句法加工。

首先提出关于语义、语法加工的两种传统模型——语法先加工和语义语法相互作用。在听觉语言理解中,语调加工与语法加工被忽略的现状。将这些不同归因于:应用不同的实验范式在不同的时间窗观测到听觉语言加工的不同方面。

然后提出三阶段模型。这个模型包括前阶段的词范畴的加工,之后是语义和句法参与题元分配,最后信息整合。这个模型综合传统的两个模型,既包括先加工语法模型也有后期整合模型还加入了语调和语法的信息加工。用电生理技术记录大脑在各阶段的反应。

此模型把听觉语言加工描述为双侧颞-额区网络。左颞区负责识别语音、词汇及结构,左额皮质负责序列、结构形式、语义与题元关系,右颞区识别韵律参数,右额区加工句子旋律。工作记忆与在线加工对应。而语法加工和记忆可从Broca区的激活观测。

分别论述语法语义的加工和韵律加工。语义加工主要脑区是LMTGBA45\47,语法加工的主要脑区是颞区的前LSTG及额区左BA44和相邻岛盖部。语义加工观测ERP脑电成分中的N400成分,语法加工观测LAN成分及P600成分,词范畴观测ELAN成分。从成分的出现及波幅来判断加工的时间窗。音节的音高加工主要激活右前额皮质,改变声调语言的声调会激活左额叶岛盖部,韵律加工将影响语法加工。结论总结了三阶段加工的时间段主要加工任务。
原文:Friederici, A. D. (2002). Towards a neuralbasis of auditory sentence processing.
 Trends in cognitive sciences, 6(2), 78-84.https://doi.org/10.1016/S1364-6613(00)01839-8 

 

4Neuroscience:首次证实短潜伏期牵张反射可以在人类上肢肌肉中中观察到

今天给大家介绍一篇最新发表在J.neuroscience上的EMG研究。肢体内和肢体间的反射在协调多个身体部位中扮演重要角色。牵张反射是由身体某部位的突然位移和随之而来的肌肉拉伸引起的,通常分为2类:短潜伏期(short-latency)和长潜伏期(long-latency)。短潜伏期牵张反射在上肢运动20-35ms后即出现,长潜伏期牵张反射在50ms以后出现。目前人类上肢的短潜伏期牵张发射尚无研究报道,因此本文的主要目的是明确短潜伏期牵张反射能否在健康人类上肢肌肉中观察到。

共有23名被试参与实验,任务期间坐在特制的椅子上,双手位置固定。通过虚拟现实系统呈现一些刺激目标,被试将手指到刺激目标即可。在到达刺激目标后的2-3.5s内施加一个短脉冲转矩,足以引起肌体内长/短潜伏期的牵张反射,并且考察同侧肩膀移位是否会影响对侧肩膀伸肌/屈肌的反应。任务期间记录单关节肩伸肌和单关节肩屈肌的EMG信号。

结果发现:1)健康人类的肩部肌肉存在长/短潜伏期牵张反射;(2)不存在偏侧化效应;(3)当短潜伏期牵张反射为兴奋性时,长潜伏期牵张反射为抑制性,反之亦然;(4)将对侧手臂移位反应与双侧同时移位反应进行比较,发现抑制性肢体间牵张反射独立于肢体内牵张反射,而兴奋性肢体间牵张反射受制于肢体内牵张反射。总的来说,本研究首次证实了人类上肢的短潜伏期伸展反射,并揭示了肢体内和肢体间相互作用的脊髓回路。 

原文:Spinal Circuits Mediate a StretchReflex Between the Upper Limbs in Humans

DOI: https://doi.org/10.1016/j.neuroscience.2020.02.007

5Human brainmapping:基于音乐情绪的fMRI研究

本研究使用愉快和不愉快的音乐进行情绪唤醒,并应用fMRI确定与之相关的神经学基础。研究结果显示,不愉快的音乐能够激活杏仁核、海马、海马旁回和颞极等结构。已有研究表明,这些结构与音乐处理中的情绪唤醒有关。

本研究的结果显示,这些皮层网络与听觉信息接收有关。愉悦的音乐能够激活额下回,前侧上脑岛、腹侧纹状体前部、赫氏回和罗兰迪克岛盖;而额下回的激活与音乐句法分析和工作记忆有关。罗兰迪克岛盖区域的激活可能反映了在感知宜人曲调时镜像功能机制的激活。

罗兰迪克岛盖、腹侧纹状体前部与听觉信息表示以及相关发声准备的运动有关。在以上所有的脑区中,只有海马区域的激活呈现出随时间的变化性,这提示,音乐的情绪处理具有时变性。但是这种时变性在音乐的情绪处理中却很少被研究。 

原文:Investigating Emotion With Music:An fMRI Study

DOI: 10.1002/hbm.20180

6ajp:抑郁症病人脑部结构的不对称性并没有改变

大脑的不对称性是一种微妙而又广泛存在的现象,MRI技术已经向我们展示了抑郁症病人与正常人大脑之前的微妙不同,但是很少有人去特别研究不对称性与各种精神疾病之间的关系同时缺乏一个总结性的结论。作者将全世界曾研究抑郁症患者与正常人大脑单侧差异的数据汇总。在2256名抑郁症患者与3504名正常人对照组的数据中研究皮质厚度与表面积的差异,在2540名抑郁症患者与4320名正常人对照组的数据中研究八块皮下结构的体积不对称性。

通过大量的数据对比可以得到不对称性与药物治疗、病情缓急、病程、发病年龄没有明显关系。并且在大多数情况下,改变大脑的不对称性与抑郁症发病无太大关系。

 

原文:No Alterations of Brain StructuralAsymmetry in Major Depressive Disorder: An ENIGMA Consortium Analysis

DOI:10.1176/appi.ajp.2019.18101144



7neuroimage:大鼠癫痫脑网络研究

Emma使用藻红氨酸诱发大鼠颞叶癫痫,使用静息态核磁影像分析大鼠功能连接与图论属性随着时间的变化。并通过EEG信号的解读,分析功能连接的变化与癫痫发作频率的关系。

癫痫是一种周期性发作的神经失调疾病。通过对癫痫病人的电生理学与神经影响的研究发现,癫痫患者常伴随较为严重的脑网络异常,如癫痫的发作就伴随着自发痉挛与认知损伤。作者利用腹腔内红藻氨酸的致痫作用诱导大鼠颞叶癫痫,并使用静息态核磁成像技术构建脑网络对其进行长期研究。另外作者还发现脑功能的变化与自发性癫痫发作的周期性发作有较强的相关性。作者使用7T核磁设备采集使用藻红氨酸诱导癫痫后的1周,3周,610周与16周的静息核磁影像,并使用7只健康大鼠作为对照。计算了大鼠38个脑区内时间序列的相关性构建脑网络,随后计算了若干图论属性以描述和量化研究期间脑网络的变化。最后在诱发癫痫后的17周,在大鼠的左右背侧海马中植入电极,不间断采集其七天内的脑电信号以及自发性癫痫发作时间。研究表明,癫痫发作后脑网络的连接变低,说明癫痫之后全脑的功能连接变弱了。同时,其局部属性与全局属性也在诱发癫痫后降低,说明癫痫的发作导致了局部连接与全局连效率的降低;第二,该研究也展示了其观察到的后皮质脑区的功能连接的大幅度降低时。最后,全局尺度与局部尺度上都发现功能连接的变化与癫痫的发作频率存在相关性。 

原文:Alterations in thefunctional brain network in a rat model of epileptogenesis:A longitudinalresting state fMRI study

Doi: https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2019.116114



8Ann. N.Y. Acad. Sci. :用颅内神经直接记录绘制人枕颞腹侧皮质的面孔分类

功能磁共振成像(fMRI)已广泛地研究了人脸分类的神经基础,确定了枕颞腹侧皮层(VOTC)的一组人脸选择区域。然而,用fMRI间接记录神经活动与跨区域的信号的大波动相关,常常低估了前VOTC中的面部选择反应。虽然用硬膜下电极网格(ECoG)或深度电极(SEEG)直接记录神经活动提供了填补这一知识空白的独特机会,但这些研究只揭示了广泛分布的面孔选择反应。此外,颅内记录由于神经解剖的个体间变异性、感兴趣反应的量化以及使用ECoG进入脑沟的有限性而变得复杂。

来自鲁汶大学的Bruno Rossion等人,建议将大样本个体的SEEG与快速周期性视觉刺激相结合,在整个VOTC中客观地定义、量化和表征人脸分类。该方法将神经面孔分类反应的广泛分布与其右半球和区域的特殊性相协调,并揭示了前VOTC中的几个面孔选择区域。本文整体上概述了这项研究计划的挑战,对人脸分类和高水平的视觉识别研究提供新思路。 

原文:Mappingface categorization in the human ventral occipitotemporal cortex with directneural intracranial recordings

DOI10.1111/nyas.13596

9.Neurology:严重中风后明显的白质改变

24例有视觉注意缺陷的患者和17名对照患者在急性和慢性中风阶段进行扩散张量度量和全脑纤维追踪并结合神经心理测试进行综合分析(结构网络的改变可能引起顺行和逆行的轴突变性或跨神经元退化)。所有患者在急性卒中和慢性卒中阶段都进行神经心理学测试并进行视觉消光测试,结局测试结果将患者分为有视觉空间注意缺陷和没有视觉空间注意缺陷两组。

方法:计算每个参与者的DTI指标,包括FA,RD,AD,MD等相关参数(基于spm8中的DTI工具箱),所有图像经过快速匹配算法进行非线性归一化,然后非线性转化为定制的T1模板,然后线性归一化到MNI标准空间,采用10mm*10mm*10mm的高斯平滑度。为了结果的准确性采用仿射线性归一化进行重复分析,最后为了控制白质灰质的体积变化,采用VBM对其进行分析。横断面上采用双t检验比较患者组,组内纵向分析采用配对t检验,采用简单的减法计算患者组的各个体素方向的纵向变化,然后用双t检验对比计算得出DTI图像,以了解患者组之间的纵向变化,两患者组均与正常组进行双t检验以进一步划定中风有关的变化以及其他变化。结合fwe矫正(0.05)与p=0.001说明目的。结果表明空间视觉障碍的患者FA降低,RD,MD,AD等参数增加(病灶直接轴突损伤),侧额顶叶和双侧枕叶连接的RD增加表现出原发性的轴突周围受损。

原文:Distinct white matter alterationsfollowing severe strokeLongitudinalDTI study in neglect

https://doi.org/10.1212/WNL.0000000000003843

10.Nature communication人类听觉皮层的语音标准化表征

区分语音的声学维度(如“boot”“boat”中的元音差异)也区分了说话者的声音。因此,听者必须在不丢失语言信息的情况下对不同说话者的声音进行标准化。以往的行为研究表明,听觉对比度增强在语音标准化中起着重要作用:前面的语境会影响听者对后面语音的感知。来自拉德堡德大学大学的Matthias J. Sjerps 等人在《Nature communication》发文,使用颅内皮层电图(ECoG)研究这种背景效应是否以及如何在听觉皮层产生。

该研究要求参与者识别出由两个不同说话者在短语中说的声音,这两个说话者的声音在声学维度上与目标词相同。每一个参与者中,目标元音会唤起与听者感知一致的与说话者相关的神经反应,这种反应来自于对比度增强模型。因此,听觉皮层加工反映了标准化的一个关键特征,即允许听者从不同说话者的声音中提取有意义的内容。

 

原文:Speaker-normalized soundrepresentations in the human auditory cortex

DOI:10.1038/s41467-019-10365-z


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