基于多模態(tài)影像下的抑郁癥大腦異常
發(fā)布時間:2021-10-15 07:13
近年來,結構性磁共振成像(sMRI)和功能性磁共振成像(fMRI)被廣泛應用于抑郁癥研究。從結構形態(tài)學、結構網(wǎng)絡、功能網(wǎng)絡3個角度探索抑郁癥患者的大腦異常,了解其發(fā)病機制,輔助醫(yī)生臨床診斷、治療和預后。目前大量研究發(fā)現(xiàn)抑郁癥患者的海馬體、杏仁核出現(xiàn)不同程度的萎縮,腦網(wǎng)絡的連接強度、圖論屬性等均出現(xiàn)顯著異常,且出現(xiàn)異常的腦區(qū)對應于人的情緒調節(jié)、注意力和認知控制等功能,異常的程度與抑郁的嚴重程度呈現(xiàn)高度相關性。從不同角度對抑郁癥的研究現(xiàn)狀進行綜述,并對未來的研究提出了建議。
【文章來源】:智能科學與技術學報. 2020,2(02)
【文章頁數(shù)】:10 頁
【部分圖文】:
結構網(wǎng)絡與功能網(wǎng)絡的構建方式
研究發(fā)現(xiàn)抑郁癥患者結構網(wǎng)絡整體的組織效率與連通性均降低,在內側額葉和內側顳葉區(qū)域的中心節(jié)點(hub)較少,且右側杏仁核和左側額回的連通性較高,這些區(qū)域的功能異常與抑郁癥患者的臨床癥狀高度相關[50,56],同時有研究使用基于網(wǎng)絡統(tǒng)計分析(network-based statistic,NBS)方法發(fā)現(xiàn),抑郁癥患者在默認模式網(wǎng)絡中每個連接的重建神經束都相對減少[56]。筆者在研究中也發(fā)現(xiàn)了抑郁癥患者大腦的小世界屬性出現(xiàn)喪失,網(wǎng)絡連接和節(jié)點效率降低[57],整體效率與抑郁嚴重程度呈負相關[58]。形態(tài)學和結構網(wǎng)絡的分析從不同角度論證了抑郁癥患者的大腦結構已發(fā)生明顯的損傷,網(wǎng)絡拓撲屬性被破壞,因此為了進一步研究抑郁癥的發(fā)病機制,結合靜息態(tài)fMRI的多模態(tài)分析非常有必要,可以從功能網(wǎng)絡的角度增加對抑郁癥的了解。
抑郁癥患者的聽覺皮層和丘腦以及后扣帶回之間的連接減少,伴隨著感覺處理出現(xiàn)缺陷,這可能與抑郁癥患者的注意力降低有關[67]。除了基于fMRI信號的功能連接外,還有其他度量標準,如格蘭杰因果關系、結構方程模型等。近年來研究者對動態(tài)因果模型的有效連接也進行了分析,抑郁癥患者高階功能網(wǎng)絡之間的有效連接、高階功能網(wǎng)絡內部的有效連接均發(fā)生了改變,表現(xiàn)在默認模式網(wǎng)絡和突顯網(wǎng)絡之間的連接減少且默認模式網(wǎng)絡內部有效連接顯著升高[68]。為了對結構和功能的異常進行聯(lián)合分析,已有研究使用多模態(tài)的方法,發(fā)現(xiàn)結構與功能之間的變化存在相關性。抑郁癥患者FA值與前扣帶皮層、雙側海馬體的功能連接之間分別存在負相關[69],同時患者左外側眶額葉皮層的灰質體積增加伴隨著大腦活動的減少[70]。筆者研究發(fā)現(xiàn)與結構網(wǎng)絡相似,功能網(wǎng)絡的小世界屬性也出現(xiàn)了喪失,且與形態(tài)變化密切相關,進一步分析發(fā)現(xiàn)抑郁癥嚴重程度與節(jié)點效率和連接呈現(xiàn)負相關,針對抑郁癥早期結構網(wǎng)絡和功能網(wǎng)絡的魯棒性,推測抑郁癥患者結構網(wǎng)絡的變化要先于功能網(wǎng)絡的變化[57]。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]阿爾茲海默癥腦網(wǎng)絡演化建模[J]. 倪冰潔,李煒,陳曦. 智能科學與技術學報. 2019(04)
[2]用于輕度認知障礙診斷的群體相似約束功能腦網(wǎng)絡建模方法[J]. 李偉凱,高欣,紀同儉,王政霞. 智能科學與技術學報. 2019(02)
[3]人工智能在醫(yī)學影像中的研究與應用[J]. 韓冬,李其花,蔡巍,夏雨薇,寧佳,黃峰. 大數(shù)據(jù). 2019(01)
本文編號:3437645
【文章來源】:智能科學與技術學報. 2020,2(02)
【文章頁數(shù)】:10 頁
【部分圖文】:
結構網(wǎng)絡與功能網(wǎng)絡的構建方式
研究發(fā)現(xiàn)抑郁癥患者結構網(wǎng)絡整體的組織效率與連通性均降低,在內側額葉和內側顳葉區(qū)域的中心節(jié)點(hub)較少,且右側杏仁核和左側額回的連通性較高,這些區(qū)域的功能異常與抑郁癥患者的臨床癥狀高度相關[50,56],同時有研究使用基于網(wǎng)絡統(tǒng)計分析(network-based statistic,NBS)方法發(fā)現(xiàn),抑郁癥患者在默認模式網(wǎng)絡中每個連接的重建神經束都相對減少[56]。筆者在研究中也發(fā)現(xiàn)了抑郁癥患者大腦的小世界屬性出現(xiàn)喪失,網(wǎng)絡連接和節(jié)點效率降低[57],整體效率與抑郁嚴重程度呈負相關[58]。形態(tài)學和結構網(wǎng)絡的分析從不同角度論證了抑郁癥患者的大腦結構已發(fā)生明顯的損傷,網(wǎng)絡拓撲屬性被破壞,因此為了進一步研究抑郁癥的發(fā)病機制,結合靜息態(tài)fMRI的多模態(tài)分析非常有必要,可以從功能網(wǎng)絡的角度增加對抑郁癥的了解。
抑郁癥患者的聽覺皮層和丘腦以及后扣帶回之間的連接減少,伴隨著感覺處理出現(xiàn)缺陷,這可能與抑郁癥患者的注意力降低有關[67]。除了基于fMRI信號的功能連接外,還有其他度量標準,如格蘭杰因果關系、結構方程模型等。近年來研究者對動態(tài)因果模型的有效連接也進行了分析,抑郁癥患者高階功能網(wǎng)絡之間的有效連接、高階功能網(wǎng)絡內部的有效連接均發(fā)生了改變,表現(xiàn)在默認模式網(wǎng)絡和突顯網(wǎng)絡之間的連接減少且默認模式網(wǎng)絡內部有效連接顯著升高[68]。為了對結構和功能的異常進行聯(lián)合分析,已有研究使用多模態(tài)的方法,發(fā)現(xiàn)結構與功能之間的變化存在相關性。抑郁癥患者FA值與前扣帶皮層、雙側海馬體的功能連接之間分別存在負相關[69],同時患者左外側眶額葉皮層的灰質體積增加伴隨著大腦活動的減少[70]。筆者研究發(fā)現(xiàn)與結構網(wǎng)絡相似,功能網(wǎng)絡的小世界屬性也出現(xiàn)了喪失,且與形態(tài)變化密切相關,進一步分析發(fā)現(xiàn)抑郁癥嚴重程度與節(jié)點效率和連接呈現(xiàn)負相關,針對抑郁癥早期結構網(wǎng)絡和功能網(wǎng)絡的魯棒性,推測抑郁癥患者結構網(wǎng)絡的變化要先于功能網(wǎng)絡的變化[57]。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]阿爾茲海默癥腦網(wǎng)絡演化建模[J]. 倪冰潔,李煒,陳曦. 智能科學與技術學報. 2019(04)
[2]用于輕度認知障礙診斷的群體相似約束功能腦網(wǎng)絡建模方法[J]. 李偉凱,高欣,紀同儉,王政霞. 智能科學與技術學報. 2019(02)
[3]人工智能在醫(yī)學影像中的研究與應用[J]. 韓冬,李其花,蔡巍,夏雨薇,寧佳,黃峰. 大數(shù)據(jù). 2019(01)
本文編號:3437645
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