打开APP
userphoto
未登录

开通VIP,畅享免费电子书等14项超值服

开通VIP
【fNIRS最新研究】阿尔兹海默症的大脑究竟怎么了?

“当不能够再拥有时,唯一可以做的,就是令自己不要忘记。”想必这是千万阿尔兹海默症患者和家属发自心底的呼喊。

阿尔兹海默症(AD)正如电影《我脑中的橡皮擦》刻画的一样,通常隐匿起病的持续性发展。痴呆前阶段的典型症状为,记忆力轻度受损,学习和保存新知识的能力下降,其他认知能力出现轻度受损。


后期则会逐渐发展为近远期记忆减退,情绪上对生疏和复杂事物容易疲乏、焦虑和消极,同时也会逐渐暴露人格方面的障碍,如不修边幅、暴躁、易怒,自私多疑等,成为影视作品中《都挺好》中惹是生非不爱洗澡的苏大强。

最后,患者脑中这个“阿尔兹海默症”橡皮擦会擦掉所有回忆,擦掉爱人,擦掉自己,将人生再回归到一张白纸。我国目前大约有600万-800万名阿尔兹海默症患者。但其发病机制及脑功能器质性与功能性病变情况仍处于探索阶段。
越来越多的证据表明,阿尔兹海默症患者的认知缺陷与大脑网络的破坏有关。因此,探索阿尔兹海默症脑网络变化对于理解和治疗该疾病非常重要。
最新一篇发表在Neuroimage:Clinical期刊上的文献通过联合近红外脑功能成像和脑电的方法,探究了健康组和轻度AD患者组的大脑网络图谱。
研究招募
研究招募了6名轻度阿尔兹海默症患者,平均年龄在72.5岁,均为右利手,同时招募了8名健康的右利手患者。被试均无脑血管病变或精神病史,且之前从未参与过类似任务。使用迷你精神状态检查量表(MMSE)用于检查每个被试的精神状态(得分表示患者的定量认知损伤状态)。
任务设计
研究采用的是典型的数字口头广度任务。整个任务包括30个Block,其中每个Block任务流程为:A编码(10秒)—B放松(10秒)—C检索(10秒)—D放松(10秒):
A编码:电脑给出声音提示,同时屏幕随机呈现长度在4至6位之间变化的数字序列,每个数字在1~9之间,要求被试口头重复并记住这个数字序列。如屏幕呈现10秒钟的“131007”这一数字串,与此同时要求被试不断复述这一串数字,并努力记住它;
B放松:这一阶段,屏幕上的数字序列消失,请被试保持放松状态10秒钟;
C检索:电脑再次给出声音提示,同时屏幕提示,接下来的10秒钟,开始回忆刚才出现过的数字序列“131007”,要求被试尽量准确快速地复述出来。
D放松:这一阶段,任务结束,请患者继续保持放松状态10秒,直至下一个编码任务开始。
整个任务中,被试都会被要求佩戴fNIRS-EEG联合帽,全程实时采集被试的近红外脑功能成像数据和脑电数据。这个特殊的联合全头帽在脑电国际10-20系统的基础上进行修改,其中脑电采集有32个通道,采样率为500Hz,近红外脑功能成像采集有46个通道,采样率为3.91Hz。
数据分析
数据均采用Freesurfer图像分析软件,将MNI305大脑模型分割重建,获取包括大脑皮层、头骨和头皮边界表面的数据,确保脑电和近红外坐标被标注在大脑模型基准点。脑电数据使用Brain Vision Analyzer2.0软件进行处理,近红外数据使用带通滤波方式去除伪音和心率呼吸干扰,同时采用修正的Beer-Lambert定律进行计算。随后采用GLM线性模型获取静息期与任务期数据,采用聚类方法限制FWER。在上述数据分析的基础上,通过图论分析的方式得到AD组与健康对照组的大脑连接网络,获取连接程度、聚类系数和中心性指数等指标。

 
研究结果
最终通过对被试脑电和近红外信号数据的地形图分析发现:
1.在编码任务期间健康组显示出大脑额叶区域的活动增加,且相对于AD组的大脑两侧对称性更加明显。具体激活部位上的差异主要集中在以眶额叶为代表的额叶区域。
 
2.在与记忆编码任务相关的皮层活动的时空模式上,健康组与AD组的激活模式呈现出高度相似性,每200毫秒间隔的兴趣区皮质活动激活变化差别不明显。
 

3.基于大脑皮层连通性与图论分析发现,AD组全程的眶额叶与顶叶区域的皮质连接性较弱,与健康组相比,AD组在beta频率范围(13–30 Hz)内的连通性表现出更大的抑制作用,尤其是在半球间相互作用的情况下。结合整个频段的结果,数据显示了AD组的半球间连接性被削弱。

 

最终结论
综合前期研究成果与大脑皮质动力学概念,研究结果显示,患有轻度AD的患者在眶额和顶叶区的高α带和β带中显示出较弱的皮质连接,并且受到抑制。与健康对照网络相比,AD的脑网络的主要特征是在所有频率范围内,额叶的聚集系数和眶额内侧的程度较低。这些发现不仅验证了通过EEG-fNIRS的分析方法能很好的了解大脑动态的可行性,而且还为基于脑网络连接的研究方法做出了贡献,从而有利于AD进程基础的了解。

阿尔兹海默症可能是世上最浪漫也最残忍的疾病吧。以一张白纸的身份来到世间,又通过脑海里的橡皮擦回归到一张白纸,作为不可逆的退行性疾病,他们背后的家庭,每天都在经受着“我爱你,但我却不记得你”的辛酸。不是所有的药,都能被写进医嘱里,陪伴、倾听、研究、干预,我们能做的还有很多…

点击了解更多
我真的抑郁了吗?临床探究近红外脑成像技术的优势与应用前景

前沿 | 关于近红外,你所不知道的应用研究!
您还可以【免费学习】近红外脑功能成像与神经调控技术全国巡回培训班
参考文献
Rihui Lia, Thinh Nguyena, Thomas Pottera, Yingchun Zhanga. Dynamic cortical connectivity alterations associated with Alzheimer's disease: An EEG and fNIRS integration study . NeuroImage: Clinical 21 (2019) 101622
本站仅提供存储服务,所有内容均由用户发布,如发现有害或侵权内容,请点击举报
打开APP,阅读全文并永久保存 查看更多类似文章
猜你喜欢
类似文章
【热】打开小程序,算一算2024你的财运
大脑从22岁后就开始衰老?三个恢复方法,还你大脑年轻态
脑科学日报:左右半脑衰老速度不一样?与阿尔兹海默病可能相关
阿尔兹海默病早期预防更为重要,最好从中年开始做起!
又逆天了!澳洲医学家发明老年痴呆症疫苗,全球首例!再也不用爸爸妈妈们受病痛折磨啦~
肠道∙视点 | 阿尔兹海默症(AD)干预新策略——从肠道菌群寻找下一个突破口
预防阿尔兹海默病的方法
更多类似文章 >>
生活服务
热点新闻
分享 收藏 导长图 关注 下载文章
绑定账号成功
后续可登录账号畅享VIP特权!
如果VIP功能使用有故障,
可点击这里联系客服!

联系客服