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读文万卷007期:中梭状回是命名异常的词汇语义中心的核心节点区域;阿尔茨海默病中皮质铁与tau蛋白聚集的关系

 思影科技 2020-10-13
1Brain:中梭状回是命名异常的词汇语义中心的核心节点区域


语义记忆支撑着我们对物体、人、地点和思想的理解。失语症是一种语义记忆通路的中断,是最常见的残留语言障碍,常见于痴呆和颞叶皮层损伤后。虽然病变症状定位研究已经很好地描述了这种异常,但其病理生理学仍未被很好地理解。
本文作者假设语义记忆系统的输入包含一个特殊的网络中心,该中心将词汇检索与适当的语义内容集成在一起。这样的网络核心节点已经被其他人提出,但是到目前为止还没有精确的时空特征的描述。这种对语义记忆理解的这种局限性阻碍了对命名异常的治疗进展。
为此,作者评估了癫痫患者的皮质词汇语义网络的结构特征和脑动力学特征。使用ECoG (n = 64)、核磁共振(n = 36)和直接电刺激大脑皮层(n = 30)进行了三个不同的实验,使用了两个依赖于语义知识而生成语言的任务,分别是:视觉图片命名和听觉命名任务。每个任务都有一个非语义控制条件:分别是打乱的图片和颠倒的语音。作者获得了这些被试的左侧语言优势半球的大规模数据,并且进行了高时间分辨率和空间辨率的结合分析,这种结合EcogfMRI和电生理刺激的研究,可以发现大脑中快速、瞬态的脑动力变化,以及分布的皮层不同区域之间的强烈相互作用。
本文观察了三个阶段的活动,在视觉图像命名和听觉命名任务中,考察的是语言的串行处理,即感官处理词汇语义处理发音。关键的是,第二阶段在视觉和听觉控制条件中都不存在(因为是控制对比条件)。从皮质电图和功能性核磁共振成像中发现,在中梭状回、顶内沟和额下回中存在异常激活;此外,这三个区域的时频分析发现了被试在发音之前的重合活动。只有在中梭状回,大脑皮层的直接刺激才会破坏这两种任务的命名,同时还保留了重复句子的能力。
这些数据有力地支持了一个模型,在这个模型中,梭状回中部的一个独特的神经解剖学基础提供了对对象语义信息的访问。这种未被充分认识的语义加工位点在颞叶癫痫的切除以及影响下颞叶皮层的创伤和中风中存在风险,它可以解释在这些情况下看到的病人的语言处理的异常变化。对大脑网络行为的进一步描述以及对这一区域处于健康和疾病状态的测查,将扩展我们对语义记忆的理解,并进一步发展针对该区异常的治疗方法。
 
原文:A lexical semantic hub for heteromodal naming in middle fusiform gyrus
https:///10.1093/brain/awy120
 

2NeuroImage: 默认模式网络的动态功能连接与开小差的关系

人类有很多时间花费在了与刺激无关的想法上,这种想法称为开小差思维散步。由于开小差是与大脑的自发波动有关简单认知过程,我们假设默认模式网络(DMN)的动态功能连接与开小差存在着某种联系。本研究中,我们应用想像过程问卷(Imaginal Processes Inventory)测量开小差的频率得分获得健康成人开小差的倾向(daydreaming frequency scaleDDF)。随后对被试的静息态和任务态功能磁共振数据进行扫描,任务态扫描中对被试给给予疼痛刺激,并在每轮任务态扫描结束后,让被试对于该任务中的开小差情况进行报道。
在数据分析阶段,我们首先使用功能磁共振数据对默认模式网络中的静态功能连接进行测量;随后设置2s的滑窗对功能磁共振的动态功能连接(变化的)进行测量。然后将得到的静态/动态功能连接的指标与开小差的行为数据进行相关性分析。数据分析结果显示,后侧扣带回和腹侧DMN的静息和动态功能连接均与面向未来的开小差呈现出显著的负相关。动态功能连接的分析表明,同样的DMN中静息态的动态功能连接与DDF具有显著的正相关。但是任务态下的动态功能连接则与个体在疼痛刺激报告的开小差存在显著的正相关。本研究结果验证了DMN在时间维度上的自发活动与人类有意识和无意识的认知过程存在关系。
 
原文:Dynamic functional connectivity of the default mode network tracks daydreaming
DOIhttps:///10.1016/j.neuroimage.2014.06.044

3Brain: 阿尔茨海默病中皮质铁与tau蛋白聚集的关系

图示:铁沉积在tau聚集和皮层萎缩中的调节作用

越来越多的证据表明,神经元铁的失调可能在阿尔茨海默氏病(AD)中起关键作用。最近的MRI研究已经建立了铁沉积与淀粉样βamyloid-β)聚集之间的关系。本研究提供了进一步的见解,证明了在236名患有淀粉样β病理的受试者中,使用基于磁共振的定量磁化图(QSM)和tau-PET,证明了铁与tau积累之间的关系(来自瑞典BioFINDER-2研究)。体素分析和局部分析都表明,在体磁化率差异之间存在一致的关联,这主要归因于铁含量和已知患有阿尔茨海默氏病的脑区的tau-PET信号的增加。随后的分析表明,定量磁化率特异性地调节了tau-PET与皮质萎缩措施之间的关系,从而表明铁负荷对疾病进程的调节作用。研究者还发现证据表明,在更年轻参与者(年龄≤65岁)中,定量磁化率与tau-PET之间的关系更强。总之,这些结果提供了体内铁沉积与tau聚集和神经退行性变之间联系的证据,这有助于增进我们对铁失调在阿尔茨海默氏病病因学中的作用的了解。

原文:Relationship between cortical iron and tau aggregation in Alzheimer’s disease
DOI: 10.1093/brain/awaa089
4Neuropsychopharmacology7T 1H-MRS在重度抑郁症中的应用:氯胺酮治疗研究

谷氨酰胺调制剂氯胺酮在重度抑郁症(MDD)患者中具有显著的抗抑郁作用,但其作用机制尚不清楚。质子磁共振波谱(1H-MRS)是唯一一种能够直接测量体内谷氨酸水平的非侵入性方法;特别地,谷氨酸和谷氨酰胺代谢物浓度在7T时可通过1H-MRS分离。美国的Jennifer W. Evans等人在Neuropsychopharmacology上发文:他们进行了一项双盲、安慰剂对照的交叉研究,包括基线和24小时后注射氯胺酮和安慰剂后的H-MRS扫描,旨在确定20名未服药的MDD受试者和17名健康志愿者(HVs)在服用氯胺酮24小时后的前扣带皮层(pgACC)中的谷氨酸水平,并评估任何其他已测量的代谢物变化、相关性或抗抑郁反应的预测因素。
本研究比较了HVsMDD受试者7T3次扫描(基线、氯胺酮后和安慰剂后)的代谢物水平。在基线时,未观察到代谢物组间的显著差异,基线谷氨酸水平不预测抗抑郁反应。
研究结果表明,在氯胺酮注射后24小时内,任何由注射引起的谷氨酸的增加都低于当前技术的灵敏度;这些增长可能发生在不同的大脑区域,而不是pgACC;或者MDD患者可能存在对氯胺酮有不同谷氨酸反应的亚群。此发现可能有助于指导今后对氯胺酮给药后MDD患者神经化学变化的研究。
 

原文:7T 1H-MRS in Major Depressive Disorder: a Ketamine Treatment Study

doi:10.1038/s41386-018-0057-1

5JAMA Neurology TOP20阿尔兹海默风险基因与大脑淀粉样变的关系

迟发性阿尔兹海默具有高度遗传性,全基因组关联分析已经确认20多个AD风险基因,但是这些基因与AD病理机制的确切关联尚不清楚。本研究旨在探讨这20AD风险基因与大脑淀粉样蛋白的关系。文章发表在JAMA Neurology
所有被试均来自ANDI数据库(Alzheimer’s Disease Neuroimaging Initiative database),包括322名认知正常被试、496名轻度认知障碍患者、159AD痴呆患者,分析指标包括基因数据和18F-florbetapir PET数据。在控制性别、年龄和APOE ε4的情况下,采用逐步多元线性回归法,对AD风险基因与florbetapir平均标准摄取值比值(florbetapir mean standard uptake value ratio)之间的关系进行测量。另外,为了探索二者相关的空间分布,在SPM8中进行基于体素的三维逐步回归分析。
结果发现:ABCA7基因(adenosine triphosphate–binding cassette subfamily A member 7 gene)与淀粉样蛋白沉积关系最密切(χ2 = 8.38, FDR–corrected P <0.001),无症状阶段和早期症状阶段的ABCA7存在显著相关,表明了快速的淀粉样蛋白沉积。FERMT2基因fermitin family homolog 2 gene与淀粉样蛋白沉积的相关与病情发展阶段有关,并在轻度认知障碍阶段最显著 (FERMT2 × diagnosis χ2 = 3.53, FDR–corrected P = 0.05)。总的来说,AD风险基因与大脑淀粉样变存在关联,并且这些基因在不同疾病阶段对AD病理结果产生不同的调节作用。
 
原文:Associations of the Top 20 Alzheimer Disease Risk Variants With Brain Amyloidosis
DOI: 10.1001/jamaneurol.2017.4198

6Journal of Child Psychology and Psychiatry视觉空间定向中的瞳孔扩张可区分ASDADHD

在注意力缺陷/多动障碍(ADHD)和自闭症谱系障碍(ASD儿童中存在非典型注意的现象。以往的视觉定向研究发现,ADHDASD儿童注意加工缺陷体现在不同的地方:ASD儿童倾向于关注非预期目标,而ADHD儿童则体现在对警示性线索的非典型加工。蓝斑-去甲肾上腺素(LC-NElocus coeruleus-norepinephrine )系统在探索线索以提高注意力和任务绩效方面起着重要作用。来自法兰克福大学医学院的Sara Boxhoorn等人在Journal of Child Psychology and Psychiatry发文,首次使用瞳孔扩张(PDpupil dilation)作为LC活性指标,探究ASDADHD儿童的视觉空间定向加工过程。
研究者们使用线性混合模型(LMM)比较了ASD儿童(N=18)、ADHD儿童(N=28)、同时患有两种疾病的儿童(N=14)和正常发育儿童(N=31)的PD和反应时间(RT)的组间差异。结果发现:与TD相比,ASD和同时患有两种疾病的儿童对非预期的空间目标刺激的定向反应较慢,并伴随着较高的PD振幅。ADHD儿童的线索诱发PD潜伏期较短。ASDTD儿童在提示和刺激诱发的PD振幅上存在差异。ASDADHD儿童视空间定向过程中的PD存在显著差异,表明了ASDADHD的皮层下加工不同该研究也为LC-NE系统在体现ASD定向反应加工缺陷中特殊作用,以及ADHD对警示性线索的非典型视觉加工提供了证据。
 
原文:Pupil dilation during visuospatial orienting differentiates between autism spectrum disorder and attention-deficit/hyperactivity disorder
DOI10.1111/jcpp.13179
 
7neuroimage:小鼠dti图论分析中风后大脑固有连接的自发性重组

本文讨论了大脑固有连接的弹性调整能力,中风会在脑中形成病灶,从而影响感知与运动能力,但是大脑是否会有某种结构的调整以弥补结构性损伤,从而在一定程度上保证脑功能相对稳定地运行呢?这里Niklas使用采集了小鼠的DTI数据,构建了基于图谱的全脑固有网络,并用图论分析方法对固有连接作定量化描述,最终发现大脑确实会有一种结构性的轻微调整,可以在一定的程度上弥补结构性病变对于行为活动的影响。

中风会在神经元近程和远程传输的固有连接上造成损伤。并常导致一些严重残疾。虽然恢复效果有限,但是非主要受缺血影响的区域和通路的自发重组与功能的恢复有关。对于由于缺血引起的感知运动障碍与恢复在全脑固有连接改变的定量化分析将有助于衡量以改善恢复效果为目的固有连接的可塑性。而当前只有使用弥散张量成像可对活体对象进行非侵入式数据采集,并构建全脑固有连接网络。但是以往该技术一般只用于人类的脑影像研究。在这里我们使用基于图谱的核磁影像分析以及图论的分析方法研究有皮层中风病灶的小鼠(C57Bl6)的DTI影像数据。通过dti脑网络与图论方法的运用,我们可以更加深入了解中风后功能恢复相关自发重组的动态变化。发现:包括由于受中风影响导致中断连接的脑区以及跨脑区和跨半球脑区的连接与连接通路的改变,这样的特定脑区的固有连接的整体性变化与感知运动行为的改善是有关的。

 

原文:Graph theoretical quantification of white matter reorganization after cortical stroke in mice

Doi: https:///10.1016/j.neuroimage.2020.116873


8Neurology:中年自闭症患者的大脑皮层的局部褶皱指数降低

为了比较中年自闭患者(ASDs)与典型对照组(TC)大脑皮层的变化特征,首先需要假设大脑的局部褶皱指数(lGI)在青春期加速下降。选取4061岁的20ASD患者组与21名典型对照组,扫描其MRI图像并进行分析。通过FreeSurfer软件来计算lGI、皮质厚度(CT)、表面积(SA)。在进行数据分析的时候选用一般线性模型,年龄、非言语智商以及总脑容量作为协变量,具有显著性的团块则被用来行为分析研究。最后的数据表明自闭症患者的岛叶、前扣带回(ACC)、左心后区、额叶中区和右眶额叶和边缘上区的lGI显著降低。在双侧中央前束和右侧边缘上束中,lGI也随着年龄的增长而下降。
这个研究一方面证实了之前自闭症患者大脑皮层褶皱的异常变化,一方面分析了自闭症患者lGI异常的具体脑区位置。

原文:Regionally decreased gyrification in middle-aged adults with autism spectrum disorders
DOI10.1212/WNL.0000000000008478
思影解读的全文(点击文字即可浏览):

Neurology:中老年自闭症谱系障碍患者的局部脑回指数减少


9、American Journal of Neuroradiology: 时间分辨动态对比度增强磁共振血管造影术(MRA)衍生的新型侧支成像方法在急性缺血性卒中中的应用的初步研究

      侧支状态的评估已被认为是急性缺血性卒中患者的治疗策略制定的只要依据之一。本研究的目的是介绍一种从时间分辨动态对比增强型MRA衍生而来的多相MRA成像方法,通过将多相MRA成像方法与MRA灌注方法进行比较,来探索多相MRA方法在急性缺血性卒中中的价值。
研究手段:
     从前瞻性维持的急性缺血性卒中登记资料中,分析了由单侧ICA和/或MCA的M1段狭窄或梗阻引起的急性缺血性卒中患者的MR成像数据。我们使用基于Matlab编写的代码来自实现由动态对比增强的MRA和DSC-MRA灌注的动态信号生成了多相的侧枝状态图,并分别对侧枝状态评分。比较这两种侧枝状态衡量的可靠性和方法一致性。
研究结果:
     经过对71名患者多相MRA和MRA灌注的分析,多相MRA和MRA灌注方法在侧枝状态评分中的方法具有一致性,且两种方法均表现良好。
结论:
     本研究证明了,动态对比增强MRA的动态信号可用于生成多相侧支图像,并显示了多相MRA侧支图作为急性缺血性卒中有用的侧支成像方法的可能性。

原文:A Novel Collateral Imaging Method Derived from Time-Resolved Dynamic Contrast-Enhanced MR Angiography in Acute Ischemic Stroke: A Pilot Study
DOI: https:///10.3174/ajnr.A6068

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