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特发性震颤（essential tremor, ET）是一种常见的神经系统疾病，ET往往同时伴随着运动症状（如震颤）和非运动症状（如认知问题，抑郁症状，睡眠问题等），但是这些症状潜在的神经机制尚不十分清楚，此外，关于ET患者的脑功能网络的研究也比较少。近期，发表在《Human brain mapping》杂志上的一篇研究论文对上述问题进行了研究，该篇论文通过收集ET患者的静息态fMRI数据，利用图论分析来研究ET患者功能脑网络的拓扑参数异常变化特征。这里，笔者对该论文进行简单的解读，希望论文的研究思路、方法对大家的研究有所启发和帮助。
方法
1）按照严格的标准，最终募集23个ET患者和相匹配的23个健康被试。所有被试进行了神经心理学量表测试，包括注意力、执行功能、视空间功能、语言记忆等项目，具体如图1所示。
2）fMRI数据使用CONN (https://www.nitrc.org/projects/conn) 和 SPM12 (http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/software/spm12/)进行处理，预处理按照标准的预处理流程进行。
3）每个被试的大脑分割成91个皮层和15个皮层下区域（基于Harvard-Oxford atlas）以及26个小脑区域（基于AAL），然后计算两两ROI脑区之间的皮尔森相关系数。接下来，采用绝对阈值对计算得到的功能连接矩阵进行二值化，绝对阈值的范围是0.01—0.17，步进0.01。二值化后，可以计算得到脑功能网络的拓扑参数，主要包括：global efficiency (GE), local efficiency (LE),betweenness centrality (BC), cost, average path length (APL), clusteringcoefficient (CC), degree, γ = Cp/Cprand 和 λ = Lp/Lprand。
主要结果
1）临床和神经心理测量结果。具体如图1所示，ET患者主要在attention, executive functions, 和language等方面具有显著较差的表现。
图12）全局性图论参数分析。具体如图2所示，当绝对阈值为0.01-0.03时，ET患者和健康对照组之间的全局性图论参数才会存在显著差异。比如，在绝对阈值为0.03时，与健康对照组相比，ET患者表现出显著增大的GE, Cost和Degree，而同时具有显著降低的BC和APL。此外，与健康对照组相比，ET患者表现出显著的降低的小世界系数，如图3所示。
图2 （a表示ET patients > healthy controls，b表示ET patients < healthy controls）
图33）ROI局部性图论参数分析。具体如图4所示，与健康对照组相比，ET患者主要在以下脑区表现出显著增大的global efficiency, cost , degree和显著降低的average path length：the left inferior frontal gyrus (pars opercularis),right inferior temporal gyrus (posterior division and temporo-occipital part),right inferior lateral occipital cortex, left paracingulate, bilateralprecuneus bilaterally, left lingual gyrus, right hippocampus, left amygdala,nucleus accumbens bilaterally, and left middle temporal gyrus (posterior part).
与健康对照组相比，ET患者主要在以下脑区表现出增大的local efficiency 和 clustering coefficient：frontal medial cortex bilaterally,subcallosal cortex, posterior cingulate cortex, parahippocampal gyribilaterally (posterior division), right lingual gyrus, right cerebellarflocculus, right postcentral gyrus, right inferior semilunar lobule of cerebellum, culmen of vermis。
图5表示ET和健康对照组图论参数存在显著差异的ROI脑区及其之间的连接。
图4
图54）各ROI图论参数与临床神经心理测量数据之间的相关分析。具体如图6所示，可以看到，主要是以下ROI脑区的图论参数与认知和抑郁评分之间存在显著相关：medial frontal cortex, parahippocampal gyrusbilaterally, left lingual gyrus, right planum polare, right pallidum, righthippocampus, right nucleus accumbens, right cerebellum flocculus。
图6总结
总之，该研究结合静息态fMRI 图论分析的方法来研究ET患者功能脑网络的拓扑参数异常变化特征，得到了一些很有价值的结果。
