معلومة

مقارنة حكيمة مع Voxel (قياس التشكل القائم على Voxel أو VBM) عبر الموضوعات في دراسات الرنين المغناطيسي الوظيفي

مقارنة حكيمة مع Voxel (قياس التشكل القائم على Voxel أو VBM) عبر الموضوعات في دراسات الرنين المغناطيسي الوظيفي


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

أنا جديد في مجال الرنين المغناطيسي الوظيفي. في العديد من دراسات الرنين المغناطيسي الوظيفي مثل هذه الدراسة ، يتم إجراء مقارنة حكيمة باستخدام فوكسل عبر الموضوعات والضوابط. كما نعلم أن مجموعة البيانات في الرنين المغناطيسي الوظيفي في شكل مصفوفة ثلاثية الأبعاد مثل الموضوعات x نقاط الوقت x Voxels هذا على كل شخص لدينا مجموعة من النقاط الزمنية وفي كل نقطة زمنية لدينا قيم فوكسل حيث أن فوكسل هو وحدة قياس بإشارة جريئة في الدماغ وهو مقسم إلى وحدات صغيرة.

سؤالي المحدد رقم 1 هو أنه إذا كان لدينا مجموعة بيانات تتكون من 20 عنصر تحكم و 15 موضوعًا مع 5000 فوكسل و 200 نقطة زمنية على جميع الأشخاص ، فسنحصل على مصفوفتين ثلاثيتي الأبعاد بالشكل التالي

للمواضيع: 15 × 200 × 5000

للضوابط: 20 × 200 × 5000

الآن كيف يمكن إجراء مقارنة حكيمة مع فوكسل بين موضوعين لأن مجموعات البيانات هذه غير متوازنة في الأشخاص أو البعد الأول.

سؤالي المحدد رقم 2 هو أن كيفية مقارنة المناطق بين هاتين المجموعتين تم إجراء مثل هذا في الصفحة 2 (13).

فهمي

بالنسبة للسؤال رقم 1 ، ما أفهمه هو أنه يتم عمل مصفوفة واحدة لكل مجموعة عن طريق تقليل بُعد الشخص (الموضوع / التحكم) أي سيكون لدينا متوسط ​​مصفوفتين 200 × 500 على الأفراد في كل مصفوفة ومن ثم ستكون المقارنة الحكيمة لـ فوكسل تم إجراؤها باستخدام اختبار t في أي نوعين من فوكسل حيث سيكون لكل فوكسل 200 نقطة زمنية.

بالنسبة للسؤال رقم 2 ، ما أفهمه هو أنه بالنسبة لمنطقة دماغ نموذجية مثل "المهاد الأيمن" ، يتم تنظيم مجموعة من الفوكسل تسمى الكتلة مثل 147 كما هو مستخدم في الورقة ، ثم يتم تشكيل ناقلات فوكسل لكلا المجموعتين متوسطها على الأفراد مثل من أصل 147 متجه فوكسل سيحتوي ناقل فوكسل النموذجي على 200 قيمة وسيتم مقارنتها.

أخيرًا ، يتم الإبلاغ عن الأحجام في بعض الأحيان في منطقة معينة من الدماغ مثل "المهاد الأيمن" في سم مكعب ومرة ​​أخرى سؤالي هو كيف يتم حساب مجلدات هذه الأحجام؟

إذن فأنا أفسد هنا تمامًا وأحتاج إلى إرشادات هنا في ما أفهمه؟


4. مناقشة

تحليلنا لعدم تناسق DTI ، في هذا العدد الكبير من السكان (ن= 374 بالغًا) ، لديها 3 نتائج رئيسية. أولاً ، كان للمناطق الأمامية والزمنية عدم تناسق كبير في FA. الفص الجبهي FA أكبر في نصف الكرة الأيمن ، لكن الفص الصدغي الأيسر FA أكبر من الفص الأيمن. بلغ متوسط ​​الفرق في هذه العينة الكبيرة 0.15 (وهو مرتفع جدًا ، مع الأخذ في الاعتبار أن FA يعمل على مقياس من 0 إلى 1). ثانيًا ، في تحليل إقليمي لعدم تناسق FA ، شكلت العوامل الوراثية 33 ٪ من التباين في عدم التناسق في الحزمة الأمامية القذالية السفلية ، و 37 ٪ من التباين في الإشعاع المهاد الأمامي ، و 20 ٪ من التباين في ملقط رئيسي والحزمة غير المحددة. استأثرت العوامل البيئية المشتركة ل

15٪ من التباين في القناة الشوكية القشرية و

10٪ من التباين في ملقط طفيف. لذلك يتأثر عدم التناسق بالعوامل الجينية والبيئية. كانت النتائج متشابهة بغض النظر عن مقياس التباين المستخدم (FA مقابل tGA). أخيرًا ، كان عدم تناسق الفص الجبهي FA أعلى فرق في الرجال أكثر من النساء ، لكن نسبة صغيرة فقط من الفوكسل أظهرت اختلافات بين الجنسين في المتوسط مستوى من عدم التناسق.

كما هو متوقع من الدراسات المزدوجة لبنية الدماغ (Brun et al. ، 2009 Thompson et al. ، 2001) ، أظهر التوائم أحادية الزيجوت أوجه تشابه أعلى في خرائط الارتباط داخل الطبقة مقارنة بالتوائم ثنائية الزيجوت مما يشير إلى أن عدم تناسق الألياف يتأثر وراثيًا. يتماشى هذا مع مجموعة كبيرة من أعمال أنيت ، التي اقترحت أنه قد يكون هناك جين واحد & # x0201cright-shift & # x0201d يؤثر على درجة الهيمنة الدماغية والسلوك الجانبي مثل استخدام اليدين (Annett ، 1998).

خريطة أولية للوراثة ، استنادًا إلى صيغة الوراثة Falconer & # x02019s (الشكل 9) ، تقدر بشكل فاجئ النسبة الجينية للتباين بمقدار ضعف الفرق بين الترابطات التوأم أحادي الزيجوت والارتباطات المزدوجة ثنائية الزيجوت. نظرًا لأن هذا التحليل الأولي اكتشف تورطًا وراثيًا في عدم تناسق الألياف ، فقد قمنا بتركيب نماذج المعادلة الهيكلية على البيانات من مناطق الفصوص ذات الأهمية. ترجع نسبة كبيرة من التباين في عدم تناسق الألياف في العينة إلى عوامل وراثية في الفص الأمامي ، ولكن ليس في أي مكان آخر في الدماغ. أكدت النماذج الوراثية Voxelwise الآثار الجينية على عدم تناسق الفص الجبهي ، واقترحت أيضًا مساهمات جينية عالية في بعض مناطق الفص الصدغي. لم تصل تأثيرات الفص الصدغي إلى أهمية في تحليلات الفص ، وتتطلب التكرار.

كانت المناطق ذات الإسهامات الجينية العالية في عدم تناسق الألياف (الفص الجبهي) هي أيضًا المناطق التي يكون فيها عدم التماثل أكبر. إن اكتشاف أن الفص الجبهي FA أكبر في نصف الكرة الأيمن ، ولكنه أكبر على اليسار بالنسبة للفص الصدغي ، يؤكد تقارير DTI السابقة عن عدم تناسق المادة البيضاء الأمامية والزمنية. بشكل عام ، ركزت الدراسات السابقة على مناطق معينة ، مثل القناة القشرية (Westerhausen et al. ، 2007) والحزمة المقوسة ، التي تشارك في معالجة اللغة (de Jong et al. ، 2009 Rodrigo et al. ، 2007). اقترح تحليل voxelwise (Buchel et al. ، 2004) أن يسارًا أكبر من عدم تناسق المادة البيضاء FA الأيمن في الحزمة المقوسة ووجد عدم تناسق مقابل اليد المهيمنة (أي أعلى على اليسار في اليد اليمنى) في المساحات التي تعصب التلفيف قبل المركزي (كما هو متوقع ، بالنظر إلى عبور الدوائر الحركية القشرية). تُظهر المادة البيضاء الأمامية والزمنية بالفعل يسارًا أكبر من FA الأيمن في الطفولة المبكرة (Dubois et al. ، 2008) ، مما يشير إلى زيادة الميالين في نصف الكرة الأيسر. وجدت بعض الدراسات التنموية أن اختلافات FA الأمامية بين نصفي الكرة الأرضية تتضاءل مع تطور الدماغ ، لكن عدم تناسق الفص الصدغي يستمر (Barnea-Goraly et al. ، 2005). قد تتعلق حالات عدم التناسق هذه بالتميز الجانبي الوظيفي للعمليات الإدراكية عالية المستوى مثل الارتباط المكاني واللغة ، لكن انحداراتنا مع المقاييس المعرفية العالمية لم تكشف عن أي ارتباطات.

أشارت الدراسات المبكرة عن عدم التناسق التشريحي إلى شيء طبيعي بتاليا (torquing) من الدماغ ، والذي يحول هياكل نصف الكرة الأيمن الأمامية إلى نظائرها في النصف الأيسر (Kimura ، 1973 Toga and Thompson ، 2003). وجدت دراسات ما بعد الوفاة عدم تناسق حجمي في مخطط زمني، جزء من الفص الصدغي السمعي ومنطقة معالجة اللغة (Geschwind and Levitsky ، 1968). في الآونة الأخيرة ، أكدت دراسة تصوير بالرنين المغناطيسي كبيرة على 142 شابًا عدم تناسق الحجم الأيسر في مناطق اللغة الخلفية ، وعدم تناسق جهة اليمين في التلفيف الحزامي والنواة المذنبة (Watkins et al. ، 2001). طرق التحليل القائمة على السطح التي تتكيف مع تأثيرات النقل الهيكلي في الفضاء (على سبيل المثال ، عزم الدوران) وجدت أيضًا عدم تناسق إلى اليسار في التلفيف Heschl & # x02019s و مخطط زمني (ليتيلتون وآخرون ، 2009). استخدمت دراسات قياس التشكل القائمة على التشوه نظرية مجالات ناقلات غاوس العشوائية لاكتشاف عدم تناسق الدماغ ، واستخدمت لاكتشاف الانحرافات الإحصائية عن المستوى الطبيعي لعدم تناسق الدماغ (يُطلق عليه أيضًا & # x0201cdissymmetry & # x0201d Thirion et al.، 2000 Lancaster et آل ، 2003). بالإضافة إلى ذلك ، قد تنشأ بعض & # x0201capparently & # x0201d التأثيرات الجانبية في رسم خرائط الدماغ بسبب الاختلافات نصف الكروية في القدرة الإحصائية لاكتشاف التأثيرات. هذا أمر لا مفر منه ، لأن الهياكل في نصفي الكرة الأرضية لها أنماط مختلفة من التباين التشريحي (Thompson et al.، 1998 Fillard et al.، 2006).

كان لعدم تناسق FA تباين أعلى في الرجال مقارنة بالنساء ، ولكن لم يكن هناك سوى دليل محدود على الاختلافات في المستوى العام لعدم التماثل (على سبيل المثال ، اجتاز اختلاف الجنس رسميًا معيار FDR للأهمية ولكنه أظهر اختلافات في أقل من 1 ٪ من الدماغ) . تشير العديد من الدراسات إلى وجود معلومات أكبر تشريحي عدم التناسق بين الرجال أكثر من النساء (تمت مراجعته في Toga and Thompson ، 2003). وجدت دراسة التصوير بالرنين المغناطيسي المعتمدة على voxel لـ 465 بالغًا عاديًا اختلافات بين الجنسين في أحجام وتركيزات المادة الرمادية ولكن لم يكن هناك تأثير على استخدام اليدين على مستوى عدم التماثل (Good et al. ، 2001). في عينة صغيرة (N = 20) ، Szeszko وآخرون. (2003) ذكرت أن النساء لديهن اتحاد كرة قدم أعلى في الفص الجبهي الأيسر مقارنة بالرجال ، وعدم تناسق عام في اتجاه اتحاد الكرة. لم يتم الكشف عن عدم تناسق نصف كروي عند الرجال. ارتبط مستوى عدم التناسق بين اليسار عند النساء بتحسين الفهم اللفظي وعمل الذاكرة. هذه النتيجة مثيرة للدهشة ، نظرًا لاكتشافنا وجود عدم تناسق قوي لـ R & # x0003eL لـ FA ، فإن حجم هذا التأثير كبير جدًا في عينة أكبر بكثير من الموضوعات. قد يكون اكتشافنا للاختلافات الكبيرة والمحدودة بين الجنسين بسبب جهودنا لإنشاء نموذج يقلل من الاختلافات الهيكلية بين نصفي الكرة الأرضية. هذا يقلل من تأثير & # x0201cbrain Shape & # x0201d على التباينات ، والتي ربما تكون قد قللت من أي اختلافات بين الجنسين.

مع الرنين المغناطيسي الوظيفي ، شايويتز وآخرون. (1995) وجدت اختلافات كبيرة بين الجنسين في المعالجة الصوتية للغة. تم تقسيم تنشيط الدماغ عند الرجال إلى التلفيف الأمامي السفلي الأيسر ، بينما شاركت النساء في أنظمة عصبية أكثر انتشارًا تتضمن التلافيف الأمامية السفلية اليمنى واليسرى. لدى الرجال والنساء أيضًا مناطق دماغية ترتبط فيها الأحجام الإقليمية بالذكاء. هاير وآخرون وجد (2005) أن النساء أظهرن المزيد من المادة البيضاء ومناطق أقل من المادة الرمادية ذات أحجام مرتبطة بالذكاء ، مقارنة بالرجال. يرتبط معدل الذكاء مع FA في الأشخاص العاديين ، ويتأثر كل من معدل الذكاء والتحليل الوراثي (Chiang et al. ، 2009a ، b Kochunov et al. ، 2009). لهذا السبب ، قمنا أيضًا بتراجع عدم تناسق FA مقابل معدل الذكاء ، ولكن لم تنج أي ارتباطات من تصحيح FDR. قد يرتبط معدل الذكاء ارتباطًا وثيقًا بالتمثيل الذهني في مناطق معينة من الدماغ ، ولكن ليس كثيرًا بعدم تناسقه.

من فرضية أي تحليل حكيم لعدم تناسق الدماغ أن هناك تماثلًا بنيويًا بين هياكل المادة البيضاء في نصفي الكرة الأيمن والأيسر. بالنسبة لمسارات المادة البيضاء الرئيسية ، مثل الجسم الثفني ، والفورنيكس ، والإشعاعات البصرية ، فإن هذا الافتراض يمكن الدفاع عنه. من المحتمل أن تتكيف طرق التسجيل المقترحة هنا مع أي اختلافات في الشكل العيانية تعترض طريق الاقتران بالتشريح المتماثل ، حيث يوجد ، على جانبي الدماغ. ومع ذلك ، كما هو الحال في جميع الدراسات التي ترسم خرائط عدم تناسق الدماغ ، سيكون هناك دائمًا مجموعة من الهياكل & # x02013 القشرية U-fibers على سبيل المثال & # x02013 مع عدم وجود متماثلات واضحة في النصف الآخر من الكرة الأرضية. على هذا النحو ، فإن الاختلافات في تشريح نصف الكرة الأرضية بالقرب من القشرة قد لا تعكس فقط اختلافًا في الإشارة من نفس البنية يحدث في كلا نصفي الكرة الأرضية ولكن أيضًا نقصًا في التماثل. قد تكون هذه الحالات قابلة للتمييز في نهاية المطاف باستخدام الأدوات التي تصمم وتجمع كل نصف كروي ومساحات # x02019 كرسم بياني ، مع اتصال معروف وعلاقات طوبولوجية في هذه الحالة ، سيكون من السهل تحديد الاختلافات في تكوين المسالك بين نصفي الكرة الأرضية.

قد تساهم المصادر المنهجية للتباين في بيانات DTI أيضًا في مستوى عدم التماثل المرئي هنا. تحدث تدرجات الحساسية المغناطيسية في الواجهات حيث تكون الأنسجة والهواء على مقربة شديدة ، ومن المعروف أنها تسبب تشوهات هندسية في القطبين الأمامي والزمني. إذا كانت هذه التشوهات شديدة ، يمكن أن تتسبب في فقد كامل للإشارة ، ولكنها في معظم الحالات تؤدي فقط إلى تشويه هندسي للبيانات التي يمكن تصحيحها هنا ، قمنا بتعديلها باستخدام نهج التواء مرن ثلاثي الأبعاد قائم على المعلومات المتبادلة. في الحالات الفردية ، يمكن أن يساهم هذا التشويه في مستوى عدم التناسق في إشارة DTI ، وفي تباينها ، ولكن من غير المرجح أن ينتج نمطًا منهجيًا من عدم التناسق الذي يفضل الجانب الأيسر أو الأيمن من الدماغ. من غير المحتمل أن تتأثر الخرائط مثل الشكل 8 (متوسط ​​عدم تناسق FA) كثيرًا بتأثيرات الحساسية. قد تساهم هذه المصنوعات اليدوية إلى حد ما في التباين في عدم التناسق ، مما يؤدي إلى استنفاد الارتباطات البيولوجية الحقيقية بين أعضاء الزوجين التوأمين بشكل طفيف. سيتم تجميع هذه القطع الأثرية في المصطلح E لنموذج المعادلة الهيكلية لدينا (الذي يحتوي على تباين بسبب خطأ منهجي).

بالإضافة إلى ذلك ، بينما تم تطبيع خرائط المقاييس المشتقة من DTI (مثل FA) مكانيًا عبر الموضوعات ، لم يتم إجراء تطبيع كثافة عالمية. استخدمنا كل موضوع & # x02019s مقاييس FA الأولية ولم نعدلها للاختلافات الكلية في متوسط ​​FA بين الموضوعات. في التحليلات الجماعية لفحوصات التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني ، يتم عادةً تعديل البيانات الفردية وفقًا للمستويات العامة (العالمية) من التنشيط أو الارتباط بالرابط ، ولكن هذا لا يتم عادةً في دراسات DTI. من المفترض أن FA هو مقياس مطلق لتماسك الألياف ، والذي يرتبط بالمعلمات الفسيولوجية مثل سرعة التوصيل المحوري ، والتدابير المعرفية مثل معدل الذكاء. نتيجة لذلك ، لا يتم تطبيق التطبيع العالمي عادةً حيث يُعتقد أن القيم الخام توفر مقياسًا أساسيًا لتماسك الألياف. ومع ذلك ، فمن الممكن أن تعكس الاختلافات المحلية ، جزئيًا ، الاختلافات العالمية في FA ، أو عدم تناسقها ، عبر الموضوعات.

دراستنا لديها 3 قيود رئيسية. أولاً ، سجلنا صور FA في قالب متوسط ​​عدد السكان تم إنشاؤه من الموضوعات & # x02019 صور FA. تم تطبيق نفس التسجيلات ، استنادًا إلى صور FA ، على جميع الخرائط المشتقة من DTI ، مما يسمح لنا بمحاذاة جميع الصور هيكليًا بنفس الطريقة. ومع ذلك ، قد يكون هناك تحيز طفيف في استخدام مقياس تباين واحد لدفع التسجيل غير الخطي ، ويمكن استخدام مقاييس أخرى ، بشكل فردي أو جماعي (بارك وآخرون ، 2003 ، 2004). تم اقتراح العديد من خوارزميات التسجيل غير الخطي لـ DTI. استخدم Studholme (2008) المقاييس المشتقة من DTI كقيود عند محاذاة الصور التشريحية القياسية. شيانغ وآخرون. (2008) و Li et al. (2009) استخدم التوجيه والمعلومات متعددة المتغيرات في موتر الانتشار الكامل للعثور على المراسلات بين صور DTI.

ثانيًا ، في هذه الورقة ، استخدمنا خرائط إحصائية تعتمد على فوكسل ، مع التركيز على مناطق المادة البيضاء شديدة التباين. قد تكون الطرق الأخرى مفيدة أيضًا في اختيار المناطق ذات التباين العالي ، مثل طريقة الإحصاء المكاني القائم على المسالك (TBSS: Smith et al. ، 2006). في TBSS ، يتم إنشاء خريطة هيكلية (بسمك بكسل واحد) لـ FA ، وتعتمد المراسلات عبر الموضوعات على المسافة ، بدلاً من حساب حقل المراسلات للصورة بأكملها. القيد الثالث لدراستنا هو أننا لا نستغل المعلومات الزاوية بشكل كامل في الصور الموزونة بالانتشار 105 اتجاه. يمكن أيضًا فحص عدم التناسق في هندسة الانتشار المحلية من خلال تحليل ملف تعريف الانتشار المحلي ثلاثي الأبعاد ، وإعادة بنائه باستخدام طرق تفكيك الفضاء الزاوي مثل وظيفة توزيع الموتر (Leow et al. ، 2008). يمكن أن يؤدي هذا إلى مزيد من التحقيق في مصادر عدم التناسق بعد ضبط الالتباسات بسبب الحجم الجزئي وتقاطعات الألياف - وهو قيد متأصل في المقاييس العددية المشتقة من DTI. يمكن للمرء بعد ذلك التمييز بين عدم تناسق اليمين الأكبر من اليسار بسبب تكامل الألياف الأعلى في نصف الكرة الأيمن أو ما إذا كانت مستويات التباين على اليسار تنخفض بسبب مستوى أعلى من تقاطعات الألياف.


ألق نظرة على المقالات الأخيرة

اكتسبت تطبيقات علم الأعصاب في علم الإجرام قيمة علمية وقانونية متزايدة بفضل الدراسات الحديثة في علم التشريح والنشاط الأيضي للدماغ. يتم الآن تطبيق الأساليب السريرية المعتادة للتحقيق في التمثيل الغذائي الدماغي على الدراسات العلمية لنشاط الدماغ ، بهدف التحديد الموضوعي للمناطق النشطة في الأشخاص ذوي السلوك المعادي للمجتمع أو السلوك الإجرامي. تسعى علوم الأعصاب الإجرامية الحديثة إلى تحديد العلاقة بين الدماغ والعقل ، والبحث عن أدلة على كيفية خروج العقل من ركائزه البيولوجية. تُستخدم أدوات مثل التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي أو التصوير المقطعي المحوسب بالرنين المغناطيسي حاليًا من أجل: التحقيق الأيضي لمناطق الدماغ المختلفة المشاركة في نشأة بعض السمات السلوكية ، وتحديد المناطق المشاركة في بناء الأكاذيب ، أو في أي حالة نفسية معينة.


مقارنة حكيمة مع Voxel (قياس التشكل المستند إلى Voxel أو VBM) عبر الموضوعات في دراسات الرنين المغناطيسي الوظيفي - علم النفس

نمط الضرر البنيوي الدقيق للضعف الإدراكي الوعائي: مقارنة بين مرض المويا مويا ومرض تصلب الشرايين الدماغية

Jia-Bin Su 1، Si-Da Xi 2، Shu-Yi Zhou 3، Xin Zhang 1، Shen-Hong Jiang 1، Bin Xu 1، Liang Chen 1، Yu Lei 1، Chao Gao MD 1 ، يو شيانغ غو 1
1 قسم جراحة المخ والأعصاب ، مستشفى هواشان ، جامعة فودان ، شنغهاي ، الصين
2 كلية الطب في شنغهاي ، جامعة فودان ، شنغهاي ، الصين
3 قسم الأشعة ، مستشفى هواشان ، جامعة فودان ، شنغهاي ، الصين

تاريخ التقديم26-مارس -2018
تاريخ القبول15-أغسطس -2018
تاريخ النشر على شبكة الإنترنت23 يناير 2019

عنوان المراسلة:
تشاو جاو
قسم جراحة المخ والأعصاب ، مستشفى هواشان ، جامعة فودان ، شنغهاي
الصين
يو لي
قسم جراحة المخ والأعصاب ، مستشفى هواشان ، جامعة فودان ، شنغهاي
الصين

مصدر الدعم: تم دعم هذه الدراسة من قبل المؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين ، رقم 81771237 (إلى YXG) البرنامج الوطني الأساسي للبحوث الأساسية في الصين (برنامج 973) ، رقم 2014CB541604 (إلى YXG) مشروع Shu Guang لتعليم بلدية شنغهاي لجنة ومؤسسة شنغهاي لتطوير التعليم ، الصين ، رقم 16SG02 (إلى LC) ، مشروع البحث العلمي لمستشفى Huashan التابع لجامعة فودان الصينية ، رقم 2016QD082 (حتى YL) ، تضارب المصالح: لا أحد

DOI: 10.4103/1673-5374.249234

مرض مويا مويا ومرض تصلب الشرايين الدماغية كلاهما من الأمراض الإقفارية المزمنة مع ظهور أعراض مماثلة للضعف الإدراكي الوعائي. كان الهدف من هذه الدراسة هو التحقيق في أنماط الأضرار الهيكلية المجهرية المرتبطة بضعف الإدراك الوعائي في هذين المرضين. جندت الدراسة 34 مريضًا يعانون من مرض المويا مويا (عمر 43.9 و # 177 9.2 عامًا ، 20 رجلاً و 14 امرأة ، و 27 مريضًا يعانون من مرض تصلب الشرايين الدماغي (العمر: 44.6 & # 177 7.6 عامًا ، 17 رجلاً و 10 نساء) ، و 31 شخصًا عاديًا (العمر) 43.6 & # 177 7.3 سنوات 18 رجلاً و 13 امرأة) من مستشفى هواشان بجامعة فودان في الصين. تم تقييم الوظيفة المعرفية باستخدام اختبار الحالة العقلية المصغر ، والتذكر المتأخر على المدى الطويل لاختبار التعلم اللفظي السمعي ، اختبار صنع المسار الجزء ب ، واختبار طرائق الرقم الرمزي.تم استخدام التصوير المقطعي المحوسب بانبعاث فوتون واحد لفحص التروية الدماغية.تم إجراء قياس التشكل المعتمد على Voxel والإحصاءات المكانية القائمة على المسالك لتحديد مناطق ضمور المادة الرمادية وتدهور المادة البيضاء في المرضى والضوابط العادية. أظهرت النتائج أن شدة الضعف الإدراكي كانت متشابهة بين المرضين في جميع المجالات المختبرة: مرضى المويا مويا ومرضى تصلب الشرايين الدماغية. ه عانى من ديناميكا الدم فوق المحصن المضطرب.كان ضمور المادة الرمادية في القشرة الحزامية الوسطى الثنائية وأجزاء من التلفيف الجبهي بارزًا في كلا المرضين ، ولكن بشكل عام ، كان أكثر حدة وأكثر انتشارًا في المصابين بمرض المويا مويا. كان تدهور المادة البيضاء مهمًا لكل من الأمراض في الجين والجسم من الجسم الثفني ، وفي إشعاع الإكليل الأمامي والمتفوق ، وفي إشعاع المهاد الخلفي ، ولكن في مرض المويا مويا ، كان أكثر انتشارًا وأكثر حدة. ارتبط ضعف الإدراك الوعائي بالضرر البنيوي الدقيق الإقليمي ، مع وجود صلة محتملة بين تلف المادة الرمادية والبيضاء. بشكل عام ، توفر هذه النتائج نظرة ثاقبة للطبيعة الفيزيولوجية المرضية للضعف الإدراكي الوعائي. تمت الموافقة على هذه الدراسة من قبل مجلس المراجعة المؤسسية في مستشفى هواشان ، الصين (رقم الموافقة 2014-278). تم تسجيل هذه الدراسة في ClinicalTrials.gov في 2 ديسمبر 2014 بالمعرف NCT02305407.

الكلمات الدالة: تجديد الأعصاب ضعف إدراكي وعائي مرض مويامويا مرض تصلب الشرايين الدماغي الوعائي مرض تصلب الشرايين بالرنين المغناطيسي التصوير بالرنين المغناطيسي انتشار موتر التصوير حجم المادة الرمادية الإحصائيات المكانية القائمة على المسار انبعاث فوتون واحد التصوير المقطعي المحوسب التجديد العصبي


كيف تستشهد بهذا المقال:
Su JB و Xi SD و Zhou SY و Zhang X و Jiang SH و Xu B و Chen L و Lei Y و Gao C و Gu YX. نمط الأضرار الهيكلية المجهرية للضعف الإدراكي الوعائي: مقارنة بين مرض مويا مويا ومرض تصلب الشرايين الدماغية. تجديد الخلايا العصبية 201914: 858-67

كيفية الاستشهاد بعنوان URL هذا:
Su JB و Xi SD و Zhou SY و Zhang X و Jiang SH و Xu B و Chen L و Lei Y و Gao C و Gu YX. نمط الأضرار الهيكلية المجهرية للضعف الإدراكي الوعائي: مقارنة بين مرض مويا مويا ومرض تصلب الشرايين الدماغية. ريجين ريجين [مسلسل على الإنترنت] 2019 [تم الاستشهاد به في 23 يونيو 2021] 14: 858-67. متاح من: http://www.nrronline.org/text.asp؟2019/14/5/858/249234

جيا بن سو ، سي دا شي.
ساهم هؤلاء المؤلفون بالتساوي في هذه الورقة.
رقم تصنيف المكتبة الصينية R445 R741

يمثل ضعف الإدراك الوعائي النطاق الكامل للإعاقات المعرفية المرتبطة بأمراض الأوعية الدموية ، بدءًا من ضعف الإدراك الخفيف إلى الخرف المتطور بالكامل (Gorelick et al. ، 2011 Zhao et al. ، 2012a). تعتبر أوجه القصور في الوظيفة التنفيذية / الانتباه من السمات المميزة للضعف الإدراكي الوعائي وقد ارتبطت بالنقص المزمن في تدفق الدم الأمامي (O & # 8217Brien et al. ، 2003 Hachinski et al. ، 2006). في دراساتنا السابقة ، قمنا بتمييز التغيرات العصبية والنفسية والديناميكية والهيكلية للضعف الإدراكي الوعائي في المرحلة المبكرة (Cao et al. ، 2010 Lei et al. ، 2016). ومع ذلك ، فإن التفاصيل المتعلقة بأضرار البنية المجهرية في ضعف الإدراك الوعائي لا تزال غير واضحة.

يعد مرض مويا مويا ومرض تصلب الشرايين الدماغي من الأمراض المزمنة المتصاعدة للانسداد الوعائي الدماغي والتي يتم الإبلاغ عنها بشكل شائع في مجال ضعف الإدراك الوعائي مع نقص تدفق الدم الدماغي لفترات طويلة (Weinberg et al.، 2011 Marshall et al.، 2014). في حالات كل من مرض المويا مويا لدى البالغين ومرض تصلب الشرايين الدماغية عند البالغين ، تم توثيق ضعف الإدراك الوعائي كنتيجة للضرر الإقفاري الناتج عن عوامل ديناميكية مثل نقص تدفق الدم الدماغي بدلاً من بنية الدماغ غير الطبيعية (Bos et al. ، 2012 Karzmark et al. . ، 2012). وهكذا ، فإن دراسات مرض المويا مويا ومرض تصلب الشرايين الدماغية يوفر لنا فرصة جيدة لفهم خصائص ضعف الإدراك الوعائي.

على الرغم من أن المرضين يشتركان في سمات ضعف إدراكي وعائي سريري متشابه ، إلا أن المسببات والتسبب في ضعف الإدراك الوعائي يختلفان على ما يبدو. يرتبط ضعف الإدراك الوعائي في مرض المويا مويا بعملية التهابية في الجهاز العصبي المركزي ويتميز بتطور الأوعية الجانبية التي تعوض عن التضييق الكبير في الأوعية الدموية القاعدية (سوريانو وآخرون ، 2002 كازوماتا وآخرون ، 2015) . على النقيض من ذلك ، يرتبط الضعف الإدراكي الوعائي في مرض تصلب الشرايين الدماغي الوعائي بكل من آفات البلاك المتصلب العصيدي وسمك الطبقة الداخلية الشريانية ، بغض النظر عن الخصائص الديموغرافية أو عوامل الخطر الوعائية الرئيسية (van Oijen et al.، 2007 Bos et al.، 2012 Wendell et. al.، 2012 Reis et al.، 2013). بالإضافة إلى ذلك ، بالمقارنة مع مرض تصلب الشرايين الدماغي الوعائي ، تم الإبلاغ عن أن تدفق الدم الدماغي في مرض المويا مويا محفوظ نسبيًا ومرتفع باستمرار في جميع المناطق فوق المخية (Obara et al. ، 1997 Schubert et al. ، 2014).

تم الإبلاغ عن أن الضمور البؤري للقشرة الدماغية ناتج عن اضطرابات الدورة الدموية الإقليمية المزمنة ويساهم في تطوير ضعف الإدراك الوعائي (Wendell et al. ، 2012 Lei et al. ، 2016). بالإضافة إلى ذلك ، فإن المادة البيضاء الدماغية معرضة بشكل كبير للإصابة بنقص التروية (Pantoni et al. ، 1996 Vermeer et al. ، 2003) ، والتنكس الواليري. Balucani and Silvestrini، 2011 Calviere et al.، 2012). على حد علمنا ، قامت بعض التقارير بتقييم هذين المرضين الرئيسيين اللذين يشتملان على ضعف الإدراك الوعائي ، لا سيما من حيث الأضرار الهيكلية الدقيقة لكل منهما. استنادًا إلى دراسة حديثة قارنت أنماط التروية في مرض المويا مويا ومرض تصلب الشرايين الدماغية (Schubert et al. ، 2014) ، نفترض أن الأنماط المكانية للضرر البنيوي المجهرية في هذين المرضين تشبه أنماط التروية. كان الهدف من هذه الدراسة هو التحقيق في نمط الأضرار الهيكلية الدقيقة في ضعف الإدراك الوعائي من خلال مقارنة هذين المرضين ، مما يساعدنا على فهم الفسيولوجيا المرضية للضعف الإدراكي الوعائي بشكل أفضل.

تم تسجيل 34 مريضًا بالغًا يعانون من مرض المويا مويا و 27 مريضًا يعانون من مرض تصلب الشرايين الدماغية على التوالي في قسم جراحة الأعصاب بين مايو وأغسطس 2013 ومطابقتهم مع الخصائص الديموغرافية. تم تشخيص المرضى بناءً على تصوير الأوعية بالطرح الرقمي ووفقًا للإرشادات المنشورة (لجنة البحث في علم الأمراض وعلاج الانسداد التلقائي لدائرة ويليس ومنحة أبحاث علوم العمل الصحية للبحث في تدابير الأمراض المعدية ، 2012). كان جميع المشاركين من الرعايا الصينيين الذين تتراوح أعمارهم بين 18 و 821160 عامًا ، باليد اليمنى ، دون أي دليل على احتشاء في القشرة الدماغية أو العقد القاعدية أو جذع الدماغ أو المخيخ أو أي نزيف داخل المخ. تم تضمين المشاركين الذين يعانون من الخراجات في بياضهم تحت القشرة المخية أو مع بقع صغيرة من إشارات مفرطة الشدة أصغر من القطع التعسفي البالغ 8 مم على صور T2 (Hachinski et al. ، 2006 Lei et al. ، 2016). تم استبعاد المرضى الذين يعانون من تضيق أو انسداد الشريان السباتي الداخلي خارج الجمجمة من مجموعة مرض تصلب الشرايين الدماغية ، وتم استبعاد المرضى الذين يعانون من تلف الأوعية الدموية من جانب واحد من كلا المجموعتين لإبقائهم أكثر قابلية للمقارنة. من خلال الإعلانات ، قمنا أيضًا بتوظيف 31 عنصر تحكم عادي مع ميزات ديموغرافية متطابقة من مجتمع شنغهاي في الصين. كان المشاركون في المجموعة الضابطة غير مصابين بأمراض دماغية وعائية ، كما هو محدد بواسطة تصوير الأوعية بالرنين المغناطيسي. تلقى جميع المرضى مضادًا قياسيًا للصفائح الدموية قبل التسجيل في الدراسة. تم استبعاد المشاركين إذا أظهروا اضطرابات عصبية أو نفسية كبيرة ، أو كانوا يعانون من أمراض جهازية شديدة ، أو تعرضوا لعوامل الخطر الوعائية غير المنضبطة التي يمكن أن تؤثر على الإدراك ، مثل ارتفاع ضغط الدم ، والسكري ، وخلل شحميات الدم ، وتعاطي المخدرات ، أو إدمان الكحول. تم تقييم نتائج مقياس المعاهد الوطنية للسكتة الدماغية (NIHSS) لجميع المرضى من قبل اثنين من جراحي الأعصاب المؤهلين.

التقييم العصبي النفسي

أجرى طبيب نفساني عصبي مؤهل أعمى عن تشخيص المريض للاختبارات العصبية النفسية. تم تقييم الحالة المعرفية العالمية من خلال فحص الحالة العقلية المصغرة (Chua et al. ، 2018). بالإضافة إلى ذلك ، تم استخدام نتائج الاستدعاء المتأخر على المدى الطويل من الاستدعاء المتأخر طويل المدى لاختبار التعلم اللفظي السمعي لتقييم الذاكرة العرضية (Zhao et al. ، 2012b). تم استخدام الجزء ب من اختبار صنع المسار واختبار طرائق أرقام الرموز لتقييم الانتباه / الوظيفة التنفيذية (Lu and Bigler، 2002 Wei et al.، 2018). تم شرح طرق التقييم المعرفي المحددة بالتفصيل في الدراسات السابقة (Lei et al.، 2014، 2016، 2017a، b).

التصوير بالرنين المغناطيسي (مري)

أجرى فني متمرس ، غير مدرك لغرض الدراسة & # 8217s ، فحوصات التصوير بالرنين المغناطيسي. تم إجراء جميع فحوصات التصوير بالرنين المغناطيسي على ماسح ضوئي 3.0 Tesla (GE Healthcare ، GE Asian Hub ، شنغهاي ، الصين) باستخدام ملف رأس أثناء العملية مكون من 32 قناة. تم الحصول على الصور الموزونة بالانتشار باستخدام تسلسل تصوير مستوٍ ذو طلقة واحدة تدور الصدى مع المعلمات التالية: 43 شريحة محورية متداخلة متداخلة وسمك شريحة # 61 1.5 مم ، وقت التكرار # 61 8600 مللي ثانية ، زاوية قلب & # 61 90 & # 176 ، مجال الرؤية & # 61270 & # 215270 مم 2 ، حجم المصفوفة & # 61128 & # 215128 ، عدد الإثارات # 61 1 ، 30 حجمًا موزونًا بالانتشار مع اتجاهات غير متداخلة (ب & # 61 1000 ق / مم 2) ، وخمسة أحجام موزونة غير موزعة (ب & # 61 0 ثانية / مم 2). كان إجمالي وقت الاستحواذ حوالي 15 دقيقة.

أنماط ضمور المادة الرمادية

لاستكشاف الاختلافات في ضمور المادة الرمادية بين المجموعات الثلاث ، تم إجراء قياس التشكل المعتمد على فوكسل (VBM) على جميع الصور الهيكلية باستخدام مجموعة أدوات VBM8 (http://dbm.neuro.uni-jena.de) لرسم الخرائط الإحصائية البارامترية (SPM8 ، http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/) في بيئة MATLAB (The MathWorks Inc. ، ناتيك ، ماساتشوستس ، الولايات المتحدة). تضمنت خطوات المعالجة المسبقة ما يلي: (1) تطبيع الصور التشريحية باستخدام خوارزمية تسجيل متباينة غير خطية عالية الأبعاد بواسطة DARTEL إلى قالب معهد مونتريال للأعصاب (MNI) بدقة 1.5 مم مكعب (2) تقسيم الصور المقيسة مكانيًا إلى مادة رمادية ، مادة بيضاء ، والسائل النخاعي (3) تنعيم الصور باستخدام نواة غاوسي 8 مم (4) لحساب حجم المادة الرمادية للدماغ بالكامل لكل مجموعة.

أنماط تدهور المادة البيضاء

تم فحص بيانات التصوير بالانتشار الموتر (DTI) بحثًا عن القطع الأثرية وتسرب الإشارة قبل المعالجة المسبقة باستخدام عرض مكتبة برامج FMRIB. تم تصحيح بيانات DTI عالية الجودة وفقًا للمعايير التالية. تم استخدام الإصدار 5.0 من مكتبة برامج FMRIB (http://www.fmrib.ox.ac.uk/fsl) للمعالجة المسبقة. أولاً ، تم تصحيح البيانات الأصلية لكل مشارك & # 8217s لتشوهات التيار الدوامي وحركات الرأس باستخدام الأمر إيدي الصحيح في FMRIB & # 8217s Diffusion Toolbox. تم إجراء التصحيح عن طريق تسجيل الأحجام الفردية لصور b0. بعد ذلك ، تمت إزالة الجمجمة من صورة b0 باستخدام أداة استخراج الدماغ (http://fsl.fmrib.ox.ac.uk/fsl/fslwiki/BET) (Smith ، 2002) وتم تطبيق قناع الدماغ المقابل على الصور المرجحة بالانتشار المصححة بالدوامة. تم حساب التباين الجزئي (FA) والانتشار المتوسط ​​(MD) لكل فوكسل باستخدام الأمر & # 8216dtifit & # 8217 في FMRIB & # 8217s Diffusion Toolbox.

تم تطبيق الإحصائيات المكانية المستندة إلى المسالك على قيم FA و MD باستخدام FMRIB & # 8217s Diffusion Toolbox للتحقيق في سلامة المادة البيضاء وخصائص الانتشار. تم تسجيل صور FA الفردية بشكل غير خطي في قالب FMRIB58 في مساحة MNI ثم تم حساب متوسطها على جميع الأفراد لإنشاء صورة FA متوسطة. بعد ذلك ، تم إنشاء هيكل عظمي FA خاص بالدراسة من خريطة FA المتوسطة التي تم إنشاؤها ، والتي تمثل جوهر مساحات المادة البيضاء لجميع المشاركين. تم تحديد قيم FA عند 0.2 لتجنب تضمين أي مادة رمادية. تم عرض كل موضوع & # 8217s صور FA و MD على هذا الهيكل العظمي. تم فحص الاختلاف بين المجموعات باستخدام مكتبة برامج FMRIB وأداة التقليب # 8217s (1000 تبديل) مع تضمين الجنس والعمر كمتغيرات مشتركة ، ومستوى أهمية الكتلة من ص & # 60 0.05 ، مصححة بتحسين الكتلة الخالية من العتبة.

تقييم حالة الدورة الدموية

تم استخدام التصوير المقطعي المحوسب بانبعاثات الفوتون المنفرد / التصوير المقطعي المحوسب (سيمنز ، سيمبيا T16 ، إرلانجن ، ألمانيا) لتقييم قيم التروية في كل منطقة من مناطق الدماغ. استرخى المرضى في الوضع المائل ، وأغلقوا أعينهم في غرفة مظلمة وهادئة لمدة 30 دقيقة ، وتم الحصول على التصوير المقطعي / التصوير المقطعي المحوسب بإصدار فوتون واحد بعد حقن في الوريد 1480 ميغا بايت من 99 م Tc-ethyl cysteinate dimer (Neurolite ، Bristol -مايرز سكويب فارما). تم جمع البيانات في مصفوفة 128 & # 215128 من خلال دوران 360 & # 176 عند خطوات 2.8 & # 176 لعدد 80000 لكل مشاهدة. تم استخدام الإسقاط الخلفي المرشح باستخدام تجسيد توقع مجموعة فرعية مرتب لإعادة بناء الصور. تم إنجاز القياس الكمي لدراسة التصوير المقطعي / التصوير المقطعي المحوسب بإصدار فوتون واحد من ach باستخدام حزمة برامج NeuroGam (شركة Segami). يطبق هذا البرنامج التسجيل التشريحي AFNI من خلال كتل من البيانات المحددة في مساحة Talairach. كان وقت الاستحواذ للتصوير المقطعي / التصوير المقطعي المحوسب بإصدار فوتون واحد 30 دقيقة.

تم تقييم نسب امتصاص التتبع النوعي بشكل ثنائي لمنطقة الاهتمامات في أربع شرائح عرضية متتالية مع أعلى نشاط إشعاعي ، وتم حساب المتوسط ​​الحسابي لهذه الشرائح الأربع. خدم المخيخ كمناطق مرجعية وتم رسمها بنفس الطريقة على شريحتين عرضيتين متتاليتين. تم حساب نسبة امتصاص التتبع المحددة كهدف مقسومًا على المخيخ ، حيث يمثل الهدف الفص الجبهي الثنائي أو الفص الجداري أو الفص القذالي أو المهاد.

تم إجراء التحليل الإحصائي وإدارة قواعد البيانات باستخدام برنامج SPSS 17.0 (SPSS Inc. ، شيكاغو ، إلينوي ، الولايات المتحدة الأمريكية). تم اختبار الفروق بين المجموعات عبر تحليل التباين أحادي الاتجاه ، والاختبار الدقيق لـ Fisher & # 8217s ، واختبار رتبة Kruskal-Wallis ، بينما آخر مخصص تم استخدام الاختبارات مع تصحيح Bonferroni لإجراء مزيد من المقارنات. تم تعيين أهمية في ص < 0.05.

تم إجراء مقارنة Voxel-wise على أحجام المادة الرمادية باستخدام SPM8. تم تقييم النتائج في ص & # 60 0.05 / 3 (تصحيح FDR) لمقارنات متعددة. تم تحليل خرائط الهيكل العظمي FA و MD عبر مقارنة المجموعة. تم إجراء إحصائيات Voxel-wise عبر المشاركين باستخدام Randomise ، أداة مكتبة برامج FMRIB للتبديل اللامعلمي. تم إنشاء توزيع فارغ لكل تباين بناءً على 5000 تبديل عشوائي. تعزيز مجموعة خالية من العتبات مع تصحيح ص & # 60 0.05 / 3 في المقارنة (Hua et al. ، 2008). لأغراض التصور ، تم توسيع المسالك باستخدام الأمر & # 8220tbss-fill & # 8221 من مكتبة برامج FMRIB. تم تحديد المناطق في مناطق المادة البيضاء الرئيسية التي أظهرت تغيرات كبيرة في FA و MD لاحقًا باستخدام أطلس المادة البيضاء بجامعة جون هوبكنز في مساحة MNI (Wakana et al. ، 2007 Avelar et al. ، 2015).

السمات الديموغرافية والنفسية العصبية وديناميكية الدورة الدموية للمرضى الذين يعانون من مرض المويا مويا أو مرض تصلب الشرايين الدماغية ولعلاج الضوابط العادية

تم العثور على اختلافات كبيرة في المجموعة لفحص الحالة العقلية المصغرة (F = 14.738 ص & # 61 0.006) ، استدعاء متأخر طويل المدى لاختبار التعلم اللفظي السمعي (F = 9.96 ص & # 60 0.001) ، اختبار طرائق أرقام الرموز (F = 16.447 ص & # 60 0.001) ، وتريل إجراء اختبار الجزء ب عشرات (F = 24.138 ص & # 60 0.001). أشار تحليل إضافي إلى أن أداء المرضى الذين يعانون من مرض المويا مويا كان أسوأ بكثير من الضوابط العادية في فحص الحالة العقلية المصغرة (ض = 3.375, ص & # 60 0.001) ، استدعاء متأخر طويل المدى لاختبار التعلم اللفظي السمعي (ص & # 60 0.001) ، اختبار طرائق أرقام الرموز (ض = 4.555, ص & # 60 0.001) ، وتريل إجراء الاختبار الجزء ب (ض = 3.953, ص & # 60 0.001). وبالمثل ، كان أداء المرضى الذين يعانون من مرض تصلب الشرايين الدماغي أسوأ بكثير من الضوابط العادية في فحص الحالة العقلية المصغرة (ض = 3.307, ص & # 60 0.001) ، استدعاء متأخر طويل المدى لاختبار التعلم اللفظي السمعي (ص & # 61 0.015) ، اختبار طرائق أرقام الرموز (ض = 3.613, ص & # 60 0.001) ، وتريل إجراء الاختبار الجزء ب (ض = 2.801, ص & # 61 0.005). ومع ذلك ، لم يتم العثور على فروق ذات دلالة إحصائية بين مجموعتي المرضى في أي من هذه الاختبارات العصبية والنفسية.

أنماط ضمور المادة الرمادية بين مرضى المويامويا ، ومرضى تصلب الشرايين الدماغية ، والضوابط العادية

أنماط تدهور المادة البيضاء بين مرضى المويامويا ، ومرضى تصلب الشرايين الدماغي ، والضوابط العادية

كان ضرر المادة البيضاء أكثر انتشارًا وشدة في مجموعة مرض المويا مويا منه في مجموعة مرض تصلب الشرايين الدماغية. على وجه الخصوص ، كان FA أقل بشكل ملحوظ في مجموعة مرض المويا مويا في أجزاء من الاكليل المشع الأمامي والمتفوق وفي الحزمة الطولية العليا. علاوة على ذلك ، تم العثور على MD أعلى بشكل أساسي في جزء من إشعاع الإكليل الأمامي ، والإشعاع المهاد الخلفي ، والحزمة الطولية المتفوقة. في المقابل ، لم تظهر مجموعة مرض تصلب الشرايين الدماغية أي انخفاض ملحوظ في FA أو أي MD أعلى بكثير من مجموعة مرض المويا مويا [الجدول 4] و [الجدول 5].

حتى الآن ، مع تزايد التقارير عن ضعف الإدراك لدى المرضى الذين يعانون من أمراض الأوعية الدموية الدماغية المزمنة ، أصبحت تشخيصات وعلاجات ضعف الإدراك الوعائي مصدر قلق أكبر (Gorelick et al.، 2011 Kazumata et al.، 2015 Meng et al.، 2017 He وآخرون ، 2018 وينشتاين ، 2018). ومع ذلك ، فإن معظم الدراسات المنشورة عن ضعف الإدراك الوعائي تستند إلى مرض واحد فقط ، مما يجعل من الصعب تمييز سمات ضعف الإدراك الوعائي الشائعة من الفسيولوجيا المرضية للمرض الفردي. في هذه الدراسة ، أجرينا تحليلًا مقطعيًا للتصوير العصبي لاثنين من أمراض الأوعية الدموية الدماغية المزمنة التي يتم الإبلاغ عنها بشكل شائع في مجال ضعف الإدراك الوعائي. أشارت النتائج إلى أن (1) مرض المويا مويا ومرض تصلب الشرايين الدماغي أظهر ضعفًا في التروية الدماغية ، مع نقص تدفق الدم في مجموعة مرض المويا مويا (2) وأظهرت مجموعات مرض المويا مويا وأمراض تصلب الشرايين الدماغية ضمورًا كبيرًا للمادة الرمادية في القشرة الحزامية الوسطى الثنائية وأجزاء من التلفيف الجبهي ، لكن الضمور في مجموعة مرض المويا مويا كان أكثر انتشارًا وشدة (3) أظهرت مجموعات مرض المويا مويا وأمراض تصلب الشرايين الدماغية تدهورًا ملحوظًا في المادة البيضاء في الجين والجسم من الجسم الثفني ، وإشعاعات الهالة الأمامية والمتفوقة ، والحزمة ، والإشعاع المهاد الخلفي. كان تدهور المادة البيضاء في مجموعة مرض المويا مويا أكثر انتشارًا وشدة من ذلك في مجموعة مرض تصلب الشرايين الدماغية.

أفادت الدراسات السابقة بأن الأضرار الهيكلية والوظيفية التي لحقت بالقشرة الأمامية بسبب الاضطرابات الديناميكية الدموية هي سبب رئيسي لضعف الإدراك الوعائي (Calviere et al. ، 2012 Lei et al.، 2014 Chen et al.، 2016 Fang et al.، 2016) .بالإضافة إلى ذلك ، تم الإبلاغ عن أن القشرة الحزامية الوسطى هي المحور الرئيسي لشبكة التحكم في الاندفاع. يتصل بالمناطق الأمامية المتعلقة باتخاذ القرار ويؤثر على ضعف الإدراك الوعائي (Shackman et al. ، 2011). في هذه الدراسة ، كان ضمور المادة الرمادية مهمًا في القشرة الحزامية الوسطى الثنائية وأجزاء من التلفيف الجبهي في كل من مرض مويا مويا ومرض تصلب الشرايين الدماغية ، مما يعني أن ضعف الإدراك الوعائي قد ينتج عن ضمور المادة الرمادية الإقليمي.

بينما تتكون المادة الرمادية من أجسام الخلايا العصبية ، تتكون المادة البيضاء من المحاور النخاعية التي تربط الخلايا العصبية ببعضها البعض. في هذه الدراسة ، تم تحديد شذوذ في المادة البيضاء في الجين والجسم من الجسم الثفني ، وإشعاعات الهالة الأمامية والمتفوقة ، والإشعاع المهاد الخلفي في كل من مرض المويا مويا ومرض تصلب الشرايين الدماغية ، مما يشير إلى أن هذا النمط من الضرر الذي يلحق بمسالك المادة البيضاء. قد يكون من سمات ضعف الإدراك الوعائي. الجسم الثفني هو أكبر مسار للمادة البيضاء في الدماغ ويلعب دورًا حيويًا في الوظيفة التنفيذية ، مثل سرعة المعالجة وقدرات حل المشكلات (van Eimeren et al. ، 2008 Penke et al. ، 2010). بالإضافة إلى ذلك ، يحتوي كل من إشعاع الهالة والإشعاع المهاد الخلفي على ألياف تنقل المعلومات بين المهاد والقشرة الدماغية. قد يكون نمطهم الشائع من تلف المسالك البيضاء ناتجًا عن اضطراب ديناميكي شائع (Schubert et al. ، 2014).

في هذه الدراسة ، قدمت مجموعة مرض المويا مويا نمطًا واسع النطاق من الأضرار التي لحقت بالمادة الرمادية والبيضاء ، في حين قدمت مجموعة مرض تصلب الشرايين الدماغي نمطًا أكثر مركزيًا ووسيطًا للضرر. وهذا يعني وجود صلة محتملة بين المادة الرمادية وتلف المادة البيضاء. هنالك تفسيران ممكنان. أولاً ، أجسام الخلايا العصبية والمحاور هي أجزاء من نفس الخلية ، وتظهر الدراسات الفسيولوجية والتشريحية أنها غالبًا ما تتعطل معًا في ظل ظروف مرضية. على سبيل المثال ، عندما تتدهور مسارات المادة البيضاء بعد إزالة الميالين ، فإن توصيل الإشارة على طول العصب يكون ضعيفًا ، مما يؤدي إلى ذبول العصب والضمور الجسدي. Kazumata et al. (2015) أشار أيضًا إلى وجود صلة إيجابية بين المادة الرمادية والبيضاء التالفة بؤريًا في دراسة أخرى للـ MDD. وبالتالي ، تؤدي أوجه القصور الديناميكي الدموي المزمن والالتهابات وعوامل أخرى إلى أضرار جانبية وهياكل دقيقة فريدة في MDD ومرض تصلب الشرايين الدماغية (Masuda et al. ، 1993 Vermeer et al. ، 2003 Bos et al. ، 2012 Blecharz et al. ، 2017) . علاوة على ذلك ، Schubert et al. (2014) لاحظ أيضًا أنماطًا خاصة بالمنطقة من تدفق الدم الدماغي في دراسة سابقة قارنت بين المرضين. وهكذا ، توقعنا أن ضعف الإدراك الوعائي هو اختلاط غير متجانس ونتيجة لكل من حل وسط الدورة الدموية وعوامل تخريبية أخرى.

بالإضافة إلى وصف الضعف الإدراكي لمرض المويا مويا ومرض تصلب الشرايين الدماغية ، تهتم هذه الدراسة بشكل خاص بوضع منهجية للكشف عن تطور المرض ومراقبته في الدراسات المستقبلية لهذه المجموعة من المرضى. علاوة على ذلك ، يمكن استخدام البيانات المقدمة في هذه الدراسة كحجر زاوية جيد لرصد فعالية إعادة التوعي الجراحي (Amin-Hanjani and Charbel، 2006).

ينبغي النظر في بعض القيود المفروضة على هذه الدراسة. في المقام الأول ، استبعدت الدراسة الحالية المرضى الذين يعانون من تشوهات هيكلية واضحة أو ضعف إدراكي وعائي في مرحلة مبكرة (Reis et al. ، 2013 Kazumata et al. ، 2015). علاوة على ذلك ، فإن حجم العينة الصغير يحد من القوة الإحصائية. أخيرًا ، يمكن للإحصاءات المكانية القائمة على المسالك وتحليل VBM فقط إجراء مقارنات جماعية ، ولكن لا يمكن إجراء تحليل فردي. بالإضافة إلى ذلك ، من الصعب تقنيًا موازنة أخطاء النوع الأول والنوع الثاني من حيث الأساليب التصحيحية المستخدمة في تحليل VBM. [44]

مجتمعة ، توفر هذه الدراسة معلومات قيمة حول الأنماط المكانية للضرر البنيوي المجهرية في ضعف الإدراك الوعائي من خلال مقارنة مرضين مزمنين في الأوعية الدموية الدماغية. هناك حاجة لدراسات مستقبلية لاستكشاف العلاقة بين الضرر البنيوي الدقيق والأداء المعرفي لدى مرضى ضعف الإدراك الوعائي.

شكر وتقدير: نشكر الأستاذ فادي شربل من جامعة إلينوي بالولايات المتحدة الأمريكية لمراجعته للمقال ، والدكتور بينغ هي من جامعة فودان بالصين لمساعدته في التحليل الإحصائي..

الكاتب الاشتراكات: تصميم الدراسة ومفهومها: تنفيذ المسح الضوئي YL و CG و YXG وتحليل البيانات: كتابة ورق SYZ و XZ و SHJ و BX و LC: JBS و SDX. وافق جميع المؤلفين على النسخة النهائية من الورقة.

تضارب المصالح: لا يوجد أي تضارب في المصالح.

الدعم المالي: تم دعم هذه الدراسة من قبل المؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين ، رقم 81771237 (إلى YXG) البرنامج الوطني الأساسي للبحوث الأساسية في الصين (برنامج 973) ، رقم 2014CB541604 (إلى YXG) مشروع & # 8220Shu Guang & # 8221 في شنغهاي لجنة التعليم البلدية ومؤسسة شنغهاي لتطوير التعليم ، الصين ، رقم 16SG02 (إلى LC) مشروع البحث العلمي لمستشفى هواشان بجامعة فودان ، الصين ، رقم 2016QD082 (حتى YL). كان مفهوم التجارب وتصميمها وتنفيذها وتحليلها ، فضلاً عن إعداد هذه المخطوطة وقرار نشرها ، مستقلاً عن أي مؤسسة ممولة..

بيان مجلس المراجعة المؤسسية: تمت الموافقة على الدراسة من قبل مجلس المراجعة المؤسسية في مستشفى هواشان بالصين (رقم الموافقة 2014-278). كانت جميع الإجراءات التي تم إجراؤها في الدراسات التي شملت مشاركين بشريين متوافقة مع المعايير الأخلاقية للجنة البحث المؤسسية و / أو الوطنية ومع إعلان هلسنكي لعام 1964 وتعديلاته اللاحقة أو المعايير الأخلاقية المماثلة.

إعلان موافقة المشارك: يشهد المؤلفون أنهم حصلوا على نماذج موافقة من المشاركين أو الأوصياء القانونيين عليهم. في الاستمارات ، أعطى المشاركون أو الأوصياء القانونيون الموافقة على صور المشاركين والمعلومات السريرية الأخرى التي سيتم الإبلاغ عنها في المجلة. يفهم المشاركون أو الأوصياء القانونيون عليهم أنه لن يتم نشر أسماء المشاركين & # 8217 وأحرفهم الأولى وسيتم بذل الجهود اللازمة لإخفاء هويتهم.

بيان الإبلاغ: اتبعت هذه الدراسة تعزيز الإبلاغ عن دراسات المراقبة في علم الأوبئة (STROBE).

بيان الإحصاء الحيوي: تمت مراجعة الأساليب الإحصائية لهذه الدراسة من قبل الإحصائي الحيوي في مستشفى هواشان بجامعة فودان في الصين.

اتفاقية ترخيص حقوق النشر: تم التوقيع على اتفاقية ترخيص حقوق النشر من قبل جميع المؤلفين قبل النشر.

بيان مشاركة البيانات: ستتم مشاركة بيانات المشاركين الفرديين التي تكمن وراء النتائج الواردة في هذه المقالة بعد تحديد الهوية (النص والجداول والأشكال والملاحق). سيتم إصدار بروتوكول الدراسة ونموذج الموافقة المستنيرة وتقرير الدراسة السريرية في غضون 6 أشهر بعد الانتهاء من التجربة. ستكون بيانات التجربة مجهولة المصدر متاحة إلى أجل غير مسمى على www.figshare.com.

فحص الانتحال: فحصه مرتين بواسطة iThenticate.

استعراض النظراء: استعراض الأقران خارجيا.

فتح المراجع النظير: رودولفو جابرييل جاتو ، جامعة إلينوي في شيكاغو ، الولايات المتحدة الأمريكية.

ملف إضافي 1: الموافقة على المراجعة الأخلاقية (الصينية)[ملف إضافي 1].

ملف إضافي 2: قائمة مراجعة STROBE[ملف إضافي 2].

ملف إضافي 3: تقرير مراجعة النظراء المفتوح 1[ملف إضافي 3].

التمويل: تم دعم هذه الدراسة من قبل المؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين ، رقم 81771237 (إلى YXG) البرنامج الوطني الأساسي للبحوث الأساسية في الصين (برنامج 973) ، رقم 2014CB541604 (إلى YXG) مشروع & # 8220Shu Guang & # 8221 في شنغهاي لجنة التعليم البلدية ومؤسسة شنغهاي لتطوير التعليم ، الصين ، رقم 16SG02 (إلى LC) مشروع البحث العلمي لمستشفى هواشان بجامعة فودان الصينية ، رقم 2016QD082 (إلى YL).

P- المراجع: Gatto RG C- المحرر: Zhao M S-Editors: Yu J، Li CH L-Editors: Qiu Y، Song LP T-Editor: Liu XL


يتغير نشاط الدماغ التلقائي الديناميكي المحلي في الحلقة الأولى ، والمرضى الساذجين الذين يعانون من اضطراب اكتئابي كبير وملامح التعبير الجيني المرتبطة بهم

الاضطراب الاكتئابي الرئيسي (MDD) هو اضطراب منهك شائع يتميز بضعف نشاط الدماغ التلقائي ، ومع ذلك لا يُعرف الكثير عن تغيراته في الخصائص الديناميكية والآليات الجزيئية المرتبطة بهذه التغييرات.

استنادًا إلى بيانات التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفية لحالة الراحة لـ 65 مريضًا من الحلقة الأولى من العلاج الساذج مع MDD و 66 عنصر تحكم صحي ، قمنا بمقارنة التجانس الإقليمي الديناميكي (dReHo) لنشاط الدماغ التلقائي بين المجموعتين ، وقمنا بفحص ملفات تعريف التعبير الجيني المرتبطة مع تعديلات dReHo في MDD من خلال الاستفادة من بيانات النسخ من Allen Human Brain Atlas وتحليل شبكة التعبير المشترك للجينات الموزونة.

بالمقارنة مع الضوابط الصحية ، أظهر المرضى الذين يعانون من MDD باستمرار انخفاض dReHo في كل من التلافيف المغزلي وفي القطب الصدغي الأيمن والحصين. ارتبطت ملفات تعريف التعبير عن 16 وحدة جينية مع تعديلات dReHo في MDD. تم إثراء هذه الوحدات الجينية لمختلف مصطلحات العملية البيولوجية ، بما في ذلك الإشارات المناعية والتشابك والقنوات الأيونية ووظيفة الميتوكوندريا واستقلاب البروتين ، وتم التعبير عنها بشكل تفضيلي في أنواع مختلفة من الخلايا.

المرضى الذين يعانون من MDD قد قللوا من dReHo في مناطق الدماغ المرتبطة بالتنظيم العاطفي والمعرفي ، وقد تكون هذه التغييرات مرتبطة بآليات معقدة متعددة الجينات والمسارات المتعددة.


يكشف التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي في حالة الراحة عن زيادة اتصال القشرة الحركية للنواة تحت المهاد في مرض باركنسون ومرض # x27s

يرتبط مرض باركنسون & # x27s (PD) بفرط تزامن غير طبيعي في العقد القاعدية - المهاد - القشرية. تشير الفعالية السريرية للتحفيز عالي التردد للنواة تحت المهاد (STN) إلى دور حاسم لهذه النواة داخل الشبكات الحركية المتأثرة في PD. نحن هنا نحقق في التغييرات في ملف تعريف الاتصال الوظيفي (FC) الخاص بـ STN باستخدام ارتباطات حالة الراحة BOLD على أساس voxel-by-voxel في التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI). قارنا مرضى PD في المراحل المبكرة (ن = 31) أثناء حالة التوقف عن تناول الدواء مع الضوابط الصحية (ن = 44). كشف التحليل عن زيادة FC بين STN والمناطق الحركية القشرية (BA 4 و 6) في مرضى PD وفقًا لدراسات الفيزيولوجيا الكهربية. علاوة على ذلك ، كشف تحليل FC لمنطقة اليد القشرة الحركية الأولية (M1) أن زيادة FC تم العثور عليها بشكل أساسي في منطقة STN داخل العقد القاعدية. تتوافق هذه النتائج جيدًا مع البيانات التجريبية الحديثة ، مما يشير إلى أن زيادة التزامن القشرة الحركية STN التي يتم توسطها عبر ما يسمى بالمسار الفرعي القشري الحركي المباشر قد يلعب دورًا أساسيًا في الفيزيولوجيا المرضية للـ PD. تم إجراء تحليل إضافي للمجموعة الفرعية وفقًا لوجود (ن = 16) أو غياب (ن = 15) من الرعاش في المرضى. مقارنة بالضوابط الصحية ، أظهر مرضى الرعاش زيادة في STN FC على وجه التحديد في منطقة اليد من M1 والقشرة الحسية الأولية. في المرضى الذين لا يعانون من الرعاش ، تم العثور على قيم FC متزايدة أيضًا بين STN والمناطق الحركية القشرية الوسطى بما في ذلك SMA. تؤكد نتائجنا مجتمعة على أهمية STN كعقدة رئيسية لتعديل نشاط الشبكة الحركية BG-cortical في مرضى PD.

ويبرز البحوث

► يتم زيادة قشرة محرك STN BOLD-FC في PD. ► النتائج هي ارتباط محتمل بزيادة تماسك STN-M1 الذي لوحظ في PD. يبدو أن الصرامة والرعشة مرتبطة بالتغيرات في منطقة اليد STN-M1 FC. ► تتفق النتائج مع النشاط المفرط المفترض في مسار M1-STN "hyperdirect".


أساليب

نهج في ليمبو

يوضح الشكل 2 مفهوم النسيان: المناطق الخضراء لا تختلف اختلافًا كبيرًا عن الصفر ، لكنها لا تختلف أيضًا بشكل كبير عن المنطقة الأقل نشاطًا بدرجة كبيرة 5. التين. يعرض الشكل 3 و & # x200B و 4 أمثلة على مناطق النسيان في محاكاة بيانات SPM (لمزيد من التفاصيل ، راجع القسم دراسات المحاكاة).

يمكن تنفيذ فكرتنا في طي النسيان بعدة طرق. للتوضيح ، نركز هنا على طريقة بديهية تتكون من أربع خطوات رئيسية:

لكل فوكسل في الدماغ ، يتم تقدير حجم تباين الاهتمام والتباين المقابل باستخدام النموذج الخطي العام ومقدرات التباين الشطري [9].

تم تحديد الخريطة المعيارية الإحصائية الناتجة باستخدام cNote ، لتتمكن من اختيار فوكسل مقارنة ، بالطبع يجب أن يكون هناك تأثير كبير للمهمة لتبدأ بها. إذا لم تكن هناك مناطق نشطة بشكل كبير ، فلا يمكن أن تكون هناك مناطق في طي النسيان.

يتم اختيار voxel مع أدنى قيمة t والتي تعتبر مختلفة بشكل كبير عبر الظروف على أنها voxel للمقارنة.

يتم مقارنة حجم التباين في وحدات البكسل التي تم العثور على أنها لا تختلف بشكل كبير مع حجم التباين في مقارنة فوكسل. يتم اعتبار وحدات البكسل غير الهامة التي لا يمكن اعتبار التباين مختلفًا إحصائيًا عن مقارنة فوكسل في طي النسيان. لاختبار هذا الاختلاف بكفاءة ، يجب تقدير التباين بين وحدات البكسل المختبرة وفوكسل المقارنة وأخذها في الاعتبار.

سيتم الآن وصف هذه الخطوات بمزيد من التفصيل. تم تنفيذها كخط أنابيب آلي باستخدام إطار عمل NiPype [10] ويمكن تنزيلها من GitHub (https://github.com/Gilles86/in_limbo).

الخطوة 1: تقدير التناقضات والاختلافات المقابلة على الشروط

إلى حد بعيد الطريقة الأكثر شيوعًا في تحليل الرنين المغناطيسي الوظيفي هي ما يسمى بنهج النموذج الخطي العام أحادي المتغير (GLM). يشكل GLM أيضًا أساس نهج النسيان الموضح هنا. في نهج GLM ، لكل فوكسل ، مجموعه من الانحدار يتناسب مع دورة وقت تنشيط فوكسل على النقاط الزمنية ، باستخدام أ مصفوفة التصميم . عادة ما تكون مصفوفة التصميم هذه متطابقة لجميع وحدات البكسل. يصف كل انحدار التغيير المتوقع في إشارة BOLD كنتيجة لواحد من الظروف التجريبية الفردية. يمكن أيضًا تضمين عوامل الانحدار المزعجة مثل حركة الرأس أو انجراف الماسح الخطي لإزالة الضوضاء غير المرغوب فيها وزيادة القدرة الإحصائية [11]. بالنظر إلى مقدرات الانحدار التجريبي وتبايناتها ، من الممكن استخدام الإحصائيات الاستدلالية للإجابة ، على سبيل المثال ، السؤال عما إذا كانت استجابة BOLD أكبر بكثير في حالة معينة في فوكسل. مما كانت عليه خلال الحالة .

يتم إنشاء الاستجابات الديناميكية الدموية المتوقعة للظروف التجريبية المختلفة عن طريق ربط وظيفة استجابة الدورة الدموية (HRF) مع نموذج للاستجابات العصبية المتوقعة. عادة ما يتم تصميم هذه الاستجابات العصبية كوظيفة صندوقية لبضع ثوان ، بدءًا من بداية التجربة أو التحفيز. أعمدة مصفوفة التصميم تتوافق مع الظروف التجريبية وتحتوي على الاستجابات الديناميكية الهوائية المتوقعة لهذه الشروط. ينتج عن هذا النموذج الخطي العام التالي [12]:

يمكن الآن تقديرها عن طريق تقليل مصطلح الخطأ باستخدام المربعات الصغرى العادية (OLS):

مصفوفة التباين يمكن تقديرها باستخدام مجموع القيم التربيعية المتبقية ، :

هذا النهج البسيط له حدين: (1) لا يمكن افتراض أن الأخطاء في القيم المتبقية مستقلة ، لأن هناك ارتباطًا ذاتيًا في الإشارة [13] ، و (2) نموذج الاستجابة الديناميكية الدموية غير محدد ، لأنه معروف أن تتنوع بشكل كبير عبر كل من الأفراد ومناطق الدماغ [14]. نتيجة لذلك ، غالبًا ما تكون تقديرات التباين منخفضة جدًا ، مما يزيد من مخاطر أخطاء النوع الأول.

غالبًا ما يتم استخدام أحد الحلول لهذه المشكلات في نمذجة الارتباط التلقائي للإشارة ثم إزالته (التبييض المسبق). يمكن القيام بذلك على سبيل المثال باستخدام نموذج الانحدار الذاتي (AR). في هذه الحالة ، يتم تثبيت مصفوفة التصميم أولاً على البيانات باستخدام نهج OLS. بعد ذلك ، تم تركيب نموذج AR على المخلفات. ينتج عن هذا الإجراء نموذج لهيكل الارتباط التلقائي . ثم يتم استخدام نموذج AR هذا في ملاءمة المربعات الصغرى المعممة (GLS) ، حيث يمكن تفسير الأخطاء من خلال بنية التغاير تتم إزالتها ، قبل الفعلي - يتم تقدير المعلمات. يمكن بعد ذلك تقديرها باستخدام

يمكن تقدير التباين باستخدام

لسوء الحظ ، قد يكون من الصعب العثور على تقدير غير متحيز لهيكل الارتباط التلقائي ومن المعروف أن النماذج المستخدمة غير صحيحة [9] ، [14]. نهج بديل ، أحد الأساليب التي نروج لها هنا ، هو استخدام مقدر التباين شطيرة. تم اقتراح هذا المقدر لأول مرة للاستخدام في التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي بواسطة [9] ، وهو غير متحيز وقوي ضد كل من الارتباط التلقائي والتشخيص الخاطئ للنموذج. الاختلاف الرئيسي مع الأساليب التقليدية هو أن البيانات ومصفوفة التصميم مقسمة إلى كتل مختلفة من المضاعفات و . لاحظ أن هذه المضاعفات لا تحتاج إلى مصفوفات تصميم متطابقة ، ولكن يجب أن تكون النسخ المتماثلة بنفس الطول. يمكن أن تمثل المضاعفات عمليات تشغيل أو تجارب فردية ، لكن هذا ليس مطلبًا. في تطبيقنا ، يتم تقسيم كل عملية تشغيل وظيفية إلى & # x0201csubruns & # x0201d ، أين يساوي الجذر التربيعي لعدد النقاط الزمنية في المدى. ومن ثم ، هناك مصفوفات تصميم ف نقاط زمنية.

عند استخدام مقدر الشطيرة ، فإن - يتم تقدير المعلمات بواسطة

أين هي مصفوفة تصميم -th تكرار و هو المسار الزمني لجميع المضاعفات في فوكسل . يتم الحصول على مصفوفة التباين من خلال صيغة الشطيرة:

أين هو تقدير لبنية التغاير للمخلفات في فوكسل , :

يمكن الآن استخدام تباينات عوامل الانحدار المختلفة لاختبار أي اختلافات في إشارة BOLD بين الظروف ، عكس . الإختلاف يمثل ، على سبيل المثال ، الاختلاف في إشارة BOLD بين الانحدار التجريبي الأول (على سبيل المثال ، المهمة) والثاني (على سبيل المثال ، الباقي) ، والذي يمكن اختباره ليختلف عن الصفر باستخدام .

الأهم من ذلك ، يمكن أيضًا استخدام مقدر الشطيرة لتقدير مقدار التغاير بين اثنين من وحدات البكسل و ، ضمن تباين واحد :

هنا هي مصفوفة تصميم النسخ المتماثل و

يصف هيكل التباين المشترك للمخلفات في فوكسل و . هو ما تبقى من فوكسل عند التكرار , هو ما تبقى من فوكسل عند التكرار . يعتبر مقدر التغاير مهمًا لنهج النسيان المقدم هنا ، لأن اختبار الفرق بين اثنين من وحدات البكسل يأخذ في الاعتبار التباين المشترك بشكل مثالي.

الخطوة 2: عتبة الخرائط الإحصائية

بعد معلمات الانحدار وتكون تبايناتها المقابلة مناسبة ، والخطوة التالية هي تحديد عتبة خريطة z الناتجة لتباين الاهتمام. يمكن القيام بذلك إما على مستوى موضوع فردي ، أو على مستوى مواضيع متعددة. في الحالة الثانية ، يجب أولاً تسجيل خرائط التباين الفردية في مساحة مشتركة ودمجها في نموذج ثانٍ لإنتاج خريطة z من المستوى 2 [11] ، [15].

للاستدلال الإحصائي على عدد كبير جدًا من إحصائيات الاختبار المترابطة ، كما هو الحال في خريطة z للرنين المغناطيسي الوظيفي ، يجب إيجاد توازن بين القوة والحساسية في مشكلة المقارنة المتعددة. تصحيح Bonferroni القياسي ، حيث يكون ملف - يتم تقسيم القيمة ببساطة على عدد المقارنات ، وهي متحفظة بشكل غير لائق ، لأن إحصائيات الاختبار مترابطة. تم اقتراح العديد من المناهج البديلة لنهج Bonferroni [16]. هنا نستخدم خوارزمية التجميع القياسية المطبقة في مجموعة FSL (التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي لمكتبة برامج الدماغ www.fmrib.ox.ac.ukfsl) ، والتي تحدد أولاً الصورة بأكملها عند قيمة z معينة (على سبيل المثال z & # x0200a = & # x0200a 2.3 ، الموافق لـ p & # x0003c غير المصحح عتبة) ثم يتم تقدير احتمالية حدوث مجموعات من وحدات البكسل فوق العتبة تحت الفرضية الصفرية باستخدام نظرية المجال العشوائي الغاوسي (GRF). يأخذ هذا التصحيح في الحسبان كلاً من إجمالي عدد وحدات البكسل المختبرة (المقارنات) ، وعدد الكتل فوق العتبة ، فضلاً عن الارتباطات بين وحدات البكسل المجاورة (أي ، سلاسة الخريطة الإحصائية [17]).

الخطوة 3: تحديد مقارنة فوكسل

بعد عتبة خريطة z ، مقارنة فوكسل يمكن اختيارها. هنا نختار voxel بأدنى إحصاء اختبار التي لا تزال على قيد الحياة من إجراء العتبة. هذا فوكسل يمكن وصفها بالعامية على أنها & # x0201ct هي الأقل تنشيطًا بشكل ملحوظ voxel & # x0201d لهذا التباين المحدد. معايير الاختيار الأخرى لمقارنة فوكسل ممكنة. على سبيل المثال ، يمكن للمرء أن يأخذ متوسط ​​حجم التباين في المجموعة الأقل أهمية. لقد اخترنا هذه المعايير الخاصة لاختيار فوكسل المقارنة ، لأنها سهلة التنفيذ والتفسير.

لاحظ أنه لكي تكون قادرًا على اختيار فوكسل مقارنة ، يجب أن يكون هناك بالطبع تأثير كبير للمهمة لتبدأ بها. إذا لم تكن هناك مناطق نشطة بشكل كبير ، فلا يمكن أن تكون هناك مناطق في طي النسيان.

الخطوة 4: التحديد في مناطق Limbo

في هذه الخطوة ، نميز بين التحليلات لموضوعات فردية ولموضوعات متعددة.

موضوع واحد

لكل فوكسل التي لم يتم تنشيطها بشكل كبير على النقيض من الاهتمام ، يتم إجراء اختبار على ما إذا كان حجم هذا التباين أصغر بكثير من حجم التباين نفسه في مقارنة فوكسل .

يتم ذلك عن طريق أخذ الفرق بين حجم التباين في وحدتي voxels وتقسيمه على مصطلح تباين مجمع ، بما في ذلك التباين في كل من تباين voxel ، وكذلك التباين المشترك بينهما. مقارنة فوكسل و voxel يتم استخدام إحصاء t التالي:

يمكن استخدام إحصاء t هذا لاختبار الاستدلال المنتظم. الفرضية الصفرية هي أنه لا يوجد فرق بين حجم التباين في فوكسل غير المنشط ونفس التباين في فوكسل المقارنة الأقل نشاطًا .

إذا كان لا يمكن رفض هذه الفرضية الصفرية ، فإن voxel لم يتم تنشيطه أقل من مقارنة فوكسل ، بالإضافة إلى عدم تنشيطه بشكل كبير في المقام الأول: بمعنى آخر ، voxel في طي النسيان. في المقابل ، إذا كان من الممكن رفض فرضية العدم ، يتم تنشيط voxel بشكل ملحوظ أقل من المناطق النشطة بشكل كبير ، والمطالبات حول التنشيط الانتقائي لها ما يبررها.

مواضيع متعددة

في حالة الموضوعات المتعددة ، يتوافق عدد نقاط البيانات في التحليل مع عدد الموضوعات ، . مرة أخرى ، بالنسبة لجميع وحدات البكسل غير النشطة بشكل كبير ، فإن الفرضية التي يجب اختبارها هي ما إذا كان حجم تباينها يختلف اختلافًا كبيرًا عن حجم فوكسل المقارنة الأقل نشاطًا بشكل ملحوظ.

لإجراء هذا التحليل ، نستخدم نهج المربعات الصغرى الموزونة (WLS). نقوم بذلك لزيادة القوة من خلال ترجيح الموضوع الفردي بدقة (أي عكس التباين) لتقدير الفرق بين حجم التباين في فوكسل الفائدة و voxel المقارنة .

لكل فوكسل غير نشط بشكل ملحوظ ، أ المتجه تم إعداده ، حيث يمثل كل عنصر أحد عناصر المواضيع. ال يحتوي العنصر التاسع لهذا المتجه على الفرق بين حجم التباين في ذلك فوكسل المحدد في الموضوع (بمعنى آخر.، ) وحجم نفس التباين في مقارنة فوكسل ():

بالإضافة إلى ذلك ، لكل فوكسل غير نشط بشكل ملحوظ ، قمنا بإعداد نسخة متطابقة مصفوفة التصميم ، مليئة فقط و a مصفوفة الوزن المائل . قطري يحتوي على معكوس الانحرافات المعيارية (أي الجذر التربيعي للتباين) لتقدير الفرق بين voxel المقارنة و voxel المعين ، :

أين هو تباين فوكسل في الموضوع و هو التباين بين فوكسل والمقارنة فوكسل في الموضوع على النحو الوارد في المعادلتين 7 و 9.

أخيرًا ، قمنا بحل نظام المعادلات التالي:

أين هي القيم المربعة المجمعة في فوكسل . ينتج عن حل هذه الأنظمة مقدر للاختلاف في حجم التباين في هذا فوكسل و voxel المقارنة على مستوى مجموعة المواضيع ، ، وكذلك مقدر التباين في هذا الاختلاف ، . يمكن استخدام هذه التقديرات لحساب قيمة t لاختبار الفرضية القائلة بأنه لا يوجد فرق بين أحجام التباين في الفوكسل ، على غرار المعادلة 11. إذا كان لا يمكن رفض هذه الفرضية عند بعض عتبة الأهمية (نستخدم هنا ) ، حجم التباين في فوكسل لا يختلف اختلافًا كبيرًا عن نفس التباين في مقارنة فوكسل ونستنتج أن فوكسل في طي النسيان.

تصحيح المقارنات المتعددة

على غرار تصحيحات المقارنات المتعددة القياسية على التباين الأصلي ، يمكن أيضًا استخدام إجراء تصحيح المقارنات المتعددة لاختبار t النهائي الذي يقارن حجم التباين في جميع وحدات البكسل غير النشطة بشكل كبير مع نفس التباين في مقارنة فوكسل. تعتبر الإجراءات مثل معدل الاكتشاف الخاطئ (FDR) أو نظرية المجال العشوائي الغاوسي ممكنة. قد يكون نهج FDR أكثر ملاءمة من نهج GRF ، لأنه من غير المحتمل أن يتصرف المشهد في طي النسيان لقيم t مثل حقل عشوائي غاوسي. هنا اخترنا عدم تطبيق أي تصحيح مقارنات متعددة على قيم t في طي النسيان على الإطلاق. سيؤدي تطبيق إجراء مقارنات متعددة إلى زيادة عدد وحدات البكسل الموجودة في طي النسيان. وبالتالي فإن الإجراء الحالي ، بدون أي تصحيح للمقارنات المتعددة ، ينتج عنه حد أدنى من وحدات البكسل الموجودة في طي النسيان.


نتائج

دراسات المحاكاة

نقدم هنا نتائج دراستين للمحاكاة تظهران تأثير وفائدة نهج النسيان. توضح دراسات المحاكاة في هذا القسم السيناريوهات المحتملة التي يقدم فيها نهج النسيان معلومات إضافية بالإضافة إلى الأساليب التقليدية. تمت محاكاة البيانات في هذه الدراسات باستخدام حزمة neuRosim من [18] وتم تحليلها باستخدام نصوص Python المصممة خصيصًا.

موضوع واحد.

في هذا السيناريو ، يستخدم موضوع اصطناعي واحد مع دماغ مربع ثنائي الأبعاد منطقتين دماغيتين يتم تنشيطهما تفاضليًا مقارنة ببقية الدماغ: المنطقة أ و ب.

كما هو مبين في الشكل 3 أ ، يتم تنشيط المنطقة A بشدة ، وبالتالي ، فإن التنشيط الناجم عن المهمة ينجو من العتبة القائمة على الكتلة. ومع ذلك ، فإن التنشيط الأضعف الناجم عن المهمة في المنطقة 2 لا ينجو من العتبة (انظر الشكل 3 ب).

من SPM الأصلي ، قد يميل المرء إلى استخلاص استنتاج مفاده أن المنطقة A يتم تنشيطها بشكل انتقائي في المهمة ، بمعنى أن تنشيطها أكبر بكثير من ذلك في المناطق الأخرى (مثل المنطقة B).

ومع ذلك ، يستند هذا الاستنتاج إلى مغالطة المصور: لاختبار فرضية التنشيط الانتقائي ، يحتاج المرء إلى اختبار الاختلاف بين المناطق مباشرة. بعد تطبيق نهج النسيان ، يتضح من الشكل 3 ج سبب كون الاستنتاج أعلاه خاطئًا: بالنسبة للجزء الرئيسي من منطقة الدماغ B ، فإن الزيادة في التنشيط أثناء المهمة لا تقل بشكل ملحوظ عن أقل زيادة مهمة في التنشيط في المنطقة A.

مواضيع متعددة.

في دراسة محاكاة ثانية ، قمنا بتوليد بيانات من تجربة الرنين المغناطيسي الوظيفي مع مواضيع متعددة. في الحقيقة الأساسية لهذه المحاكاة ، تظهر منطقتان تنشيطًا متزايدًا في الحالة التجريبية في جميع الموضوعات. ومع ذلك ، فإن أحجام التأثيرات والموقع الدقيق وحجم هذه المناطق اختلفت قليلاً عبر الموضوعات. عند تطبيق نهج النسيان على هذه البيانات (انظر الشكل 4) ، يمكن للمرء أن يرى أن كلا المنطقتين مرئيتان بوضوح في خريطة z ذات العتبة 2 ، لكن الخريطة في حالة النسيان توضح أن الموقع الدقيق لهذه المناطق هو ، على مستوى المجموعة ، أكثر غموضًا وأقل تركيزًا مما قد توحي به خريطة العتبة.

مثال من العالم الحقيقي

تم تطبيق نهج النسيان أيضًا على بيانات الرنين المغناطيسي الوظيفي في العالم الحقيقي ، المأخوذة من [19] (مجموعة البيانات هذه متاحة بالكامل عند الطلب. يرجى إرسال بريد إلكتروني إلى المؤلف الأول للدراسة الأصلية ، Birte Forstmann ([email protected]) ، أو المؤلف الأول من هذه الدراسة ([email protected])). في هذه الدراسة ، أجرى الأشخاص مهمة اختيار قسري ثنائي بديل لحركة النقاط العشوائية (RDM) وتم الإشارة إليهم للتأكيد على سرعة أو دقة قرارهم. كانت النتيجة الرئيسية للدراسة أن كلاً من المخطط الأيمن ومنطقة المحرك التكميلية (preSMA) يظهران نشاطًا أعلى عندما تم توجيه الأشخاص للتأكيد على سرعة قرارهم مقارنةً بالوقت الذي أكدوا فيه على دقة قرارهم.

أظهرت إعادة تحليل البيانات باستخدام تباين "حالة السرعة - حالة الدقة" ونموذج خطي عام باستخدام مقدر شطيرة أنماط تنشيط مماثلة كما ورد في الدراسة الأصلية. تم تنشيط المخطط الأيمن و preSMA بشكل متزايد في حالة إجهاد السرعة بالمقارنة مع حالة إجهاد الدقة. تم العثور على زيادة مماثلة مرتبطة بالإجهاد في السرعة في الفصوص الثنائية والقشرة الأمامية الظهرية الجانبية. تحليل الاقتران هنا.

عند تطبيق نهج النسيان على هذه البيانات ، يصبح من الواضح أن التأثيرات التجريبية أقل تحديدًا مما قد يقترحه SPM الأصلي. على وجه الخصوص عند عتبة z ليبرالية ولكنها شائعة تبلغ 2.3 ، يكون جزء كبير من الدماغ في طي النسيان ، كما يمكن رؤيته في المساحات الخضراء الكبيرة في الشكل 5 والجدول 1. عند عتبة z أعلى قليلاً (3.1 ، بما يتوافق مع p & lt0.001 غير المصحح) ، يتناقص حجم كل من المناطق النشطة (البرتقالية) حيث يتناقص حجم المناطق في النسيان (الخضراء). زيادة عتبة z أكثر لا تقلل من حجم المناطق في طي النسيان. عند عتبة z 4.1 ، يزداد حجم المناطق في منطقة النسيان بشكل طفيف. كشفت التحليلات الإضافية أنه عندما تم تعيين العتبة عند هذه القيمة 4.1 ، تم اختيار فوكسل مقارنة مختلفة جدًا عن تلك الموجودة في إعدادات العتبة الأخرى. وبالتالي ، فإن هذا فوكسل له نمط تغاير مختلف أدى إلى انخفاض قيم t في اختبارات النسيان ، مما أدى إلى زيادة المنطقة التي تم تصنيفها في طي النسيان.

بعد إجراء العتبة الأولي هذا ، تم تصحيح هذه المناطق الباقية على مستوى الكتلة باستخدام نظرية المجال العشوائي الغاوسي. لا تختلف مناطق النسيان اختلافًا كبيرًا عن منطقة الدماغ الأقل نشاطًا بشكل ملحوظ ، وفقًا لاختبار t بمستوى ألفا p & lt0.05 ، غير المصحح لمقارنات متعددة. أسطورة: اصفر احمر يتم تنشيط المناطق بشكل كبير ، لون أخضر المناطق في طي النسيان. لاحظ كيف أن الحد الأقصى الليبرالي البالغ 2.3 تقريبًا يكون الدماغ بأكمله في حالة من النسيان وأن زيادة عتبة z من 3.1 إلى 3.7 لا يغير كثيرًا في حجم الدماغ الذي هو في طي النسيان. توجد العقول في مساحة MNI-152 مع شرائح عند X = 42 ، Y = 65 ، Z = 65.

المناطق التي تم تمييزها في طي النسيان منطقية ، لأنها تشمل (1) شبكات متميزة معروفة بتباينها العالي نسبيًا (على سبيل المثال ، مناطق في الدماغ المتوسط) ، وكذلك (2) المناطق التي يتم تنشيطها بشكل كبير عند انخفاض z - العتبات أو المناطق المحيطة التي يتم تنشيطها بشكل كبير. باختصار ، يبدو أن نهج النسيان يؤدي إلى نتائج معقولة لبيانات الرنين المغناطيسي الوظيفي الحقيقية ، ويكمل الملخصات الاستراتيجية التقليدية بمعلومات إضافية مهمة.


سلامة المادة البيضاء المرتبطة بالأعراض السريرية لدى مرضى طنين الأذن: دراسة إحصائية مكانية قائمة على السبيل

لتقييم العلاقة بين سلامة المادة البيضاء والمتغيرات السريرية في مرضى طنين الأذن باستخدام تصوير موتر الانتشار (DTI).

أساليب

تم تسجيل سبعة وستين مريضا من طنين الأذن و 39 من الأصحاء الضوابط في هذه الدراسة. تم استخدام مدة الطنين والخط الجانبي والنغمة والخصائص واثنين من اختبارات التقييم الذاتي النفسي كمتغيرات مستقلة. تم تقييم الاختلافات بين المرضى والضوابط في مؤشرات الانتشار باستخدام الإحصائيات المكانية القائمة على المسالك (TBSS) ، وتم التحقيق في الانحدار المتعدد بين قيم DTI في مجموعات كبيرة ومتغيرات سريرية. تم إجراء تحليل ارتباط TBSS بين المتغيرات السريرية ومؤشرات DTI في مرضى طنين الأذن.

نتائج

كان لدى مجموعة الطنين متوسط ​​انتشار (MD) وانتشار محوري أعلى في WM تحت القشرة السمعية والجهاز الحوفي مقارنة بمجموعة التحكم. كانت درجة أعراض الاكتئاب (BDI) هي المتغير المهم الوحيد الذي يؤثر على قيمة MD والانتشار المحوري في هذه المجموعات. أظهر تحليل ارتباط TBSS مع BDI في مرضى طنين الأذن أن BDI كان مرتبطًا بمؤشرات الانتشار في مناطق واسعة الانتشار من WM.

الاستنتاجات

ارتبطت سلامة WM في طنين الأذن بأعراض الاكتئاب في كل من التحليلات بين المجموعات وداخلها. تدعم نتائجنا التضمين المفترض لسلامة WM المتغيرة في علم وظائف الأعضاء للأعراض العاطفية لطنين الأذن.

النقاط الرئيسية

سلامة WM للدائرة الحوفية اليسرى في طنين الأذن مختلفة في الضوابط.

أعراض الاكتئاب هي متغير سريري مهم يؤثر على قيم DTI.

ترتبط قيمة DTI بأعراض الاكتئاب لدى مرضى طنين الأذن.


مراجعة المادة

  • 1 مركز التميز للتحكم والمعالجة الذكية (CIPCE) ، كلية الهندسة الكهربائية وهندسة الحاسبات ، كلية الهندسة ، جامعة طهران ، طهران ، إيران
  • 2 مجموعة تحليل الإشارات والصور العصبية ، كلية العلوم المعرفية ، معهد البحوث في العلوم الأساسية (IPM) ، طهران ، إيران
  • 3 معمل الهندسة العصبية ، قسم الهندسة الكهربائية وهندسة الحاسبات ، جامعة جورج ميسون ، فيرفاكس ، فيرجينيا ، الولايات المتحدة
  • 4 مركز علم الأعصاب الجزيئي والسلوكي ، جامعة روتجرز ، نيوارك ، نيوجيرسي ، الولايات المتحدة
  • 5 برنامج الدراسات العليا في العلوم السلوكية والعصبية ، جامعة روتجرز ، نيوارك ، نيوجيرسي ، الولايات المتحدة
  • 6 معمل تحليل الصور الطبية ، أقسام الأشعة وإدارة البحوث ، نظام هنري فورد الصحي ، ديترويت ، ميتشيغن ، الولايات المتحدة

يتيح الجمع بين التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI) وتخطيط كهربية الدماغ (EEG) إجراء تحقيق غير جراحي لوظيفة الدماغ البشري وتقييم الارتباط بين هاتين الطريقتين المهمتين لنشاط الدماغ. تستكشف هذه الورقة التقارير الأخيرة حول استخدام أساليب EEG & # x02013fMRI المتقدمة والمتزامنة المقترحة لتعيين المناطق والشبكات المشاركة في توليد نوبات الصرع البؤرية. أحد تطبيقات الجمع بين EEG و fMRI كنهج سريري قيم هو التقييم قبل الجراحة للمرضى المصابين بالصرع لرسم خريطة وتحديد مناطق الدماغ الدقيقة المرتبطة بنشاط الصرع. في عملية التحليل التقليدي باستخدام بيانات EEG & # x02013fMRI ، يتم استخراج التصريفات الصرعية الشكلية (IEDs) بصريًا من بيانات EEG ليتم تحويلها كأحداث ثنائية مع وظيفة استجابة الدورة الدموية المحددة مسبقًا (HRF) لتوفير نموذج للنشاط الصرعي الشكل BOLD و تستخدم كعامل ارتداد لتحليل النموذج الخطي العام (GLM) لبيانات الرنين المغناطيسي الوظيفي. تفحص هذه المراجعة المنهجيات المتبعة في إجراء مثل هذه الدراسات ، بما في ذلك التقنيات المستخدمة لتسجيل مخطط كهربية الدماغ داخل الماسح الضوئي ، وإزالة القطع الأثرية ، والتحليل الإحصائي لإشارة الرنين المغناطيسي الوظيفي. ثم يناقش النتائج المبلغ عنها للمرضى المصابين بالصرع الأولي المعمم والمرضى الذين يعانون من أنواع مختلفة من اضطرابات الصرع البؤرية. من الأمور المهمة التي كشفت عنها هذه النتائج أن مناطق الدماغ المتأثرة بإفرازات الصرع بين النشبات قد لا تقتصر على تلك التي تولدت فيها. يمكن أن تساعد الطرق المطورة في الكشف عن المناطق المشاركة أو المتأثرة بمنطقة بدء النوبة (SOZ). كما أكدت الأدبيات التي تمت مراجعتها ، يوفر EEG & # x02013fMRI معلومات مفيدة بشكل خاص عند تقييم المرضى الذين يعانون من الصرع المقاوم للجراحة.


مراجعة المادة

  • 1 مركز التميز للتحكم والمعالجة الذكية (CIPCE) ، كلية الهندسة الكهربائية وهندسة الحاسبات ، كلية الهندسة ، جامعة طهران ، طهران ، إيران
  • 2 مجموعة تحليل الإشارات والصور العصبية ، كلية العلوم المعرفية ، معهد البحوث في العلوم الأساسية (IPM) ، طهران ، إيران
  • 3 معمل الهندسة العصبية ، قسم الهندسة الكهربائية وهندسة الحاسبات ، جامعة جورج ميسون ، فيرفاكس ، فيرجينيا ، الولايات المتحدة
  • 4 مركز علم الأعصاب الجزيئي والسلوكي ، جامعة روتجرز ، نيوارك ، نيوجيرسي ، الولايات المتحدة
  • 5 برنامج الدراسات العليا في العلوم السلوكية والعصبية ، جامعة روتجرز ، نيوارك ، نيوجيرسي ، الولايات المتحدة
  • 6 معمل تحليل الصور الطبية ، أقسام إدارة البحوث والأشعة ، نظام هنري فورد الصحي ، ديترويت ، ميتشيغن ، الولايات المتحدة

يتيح الجمع بين التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI) وتخطيط كهربية الدماغ (EEG) إجراء تحقيق غير جراحي لوظيفة الدماغ البشري وتقييم الارتباط بين هاتين الطريقتين المهمتين لنشاط الدماغ. تستكشف هذه الورقة التقارير الأخيرة حول استخدام أساليب EEG & # x02013fMRI المتقدمة والمتزامنة المقترحة لتعيين المناطق والشبكات المشاركة في توليد نوبات الصرع البؤرية. أحد تطبيقات الجمع بين EEG و fMRI كنهج سريري قيم هو التقييم قبل الجراحة للمرضى المصابين بالصرع لرسم خريطة وتحديد مناطق الدماغ الدقيقة المرتبطة بنشاط الصرع. في عملية التحليل التقليدي باستخدام بيانات EEG & # x02013fMRI ، يتم استخراج التصريفات الصرعية الشكلية (IEDs) بصريًا من بيانات EEG ليتم تحويلها كأحداث ثنائية مع وظيفة استجابة الدورة الدموية المحددة مسبقًا (HRF) لتوفير نموذج للنشاط الصرعي الشكل BOLD و تستخدم كعامل ارتداد لتحليل النموذج الخطي العام (GLM) لبيانات الرنين المغناطيسي الوظيفي. تفحص هذه المراجعة المنهجيات المتبعة في إجراء مثل هذه الدراسات ، بما في ذلك التقنيات المستخدمة لتسجيل مخطط كهربية الدماغ داخل الماسح الضوئي ، وإزالة القطع الأثرية ، والتحليل الإحصائي لإشارة الرنين المغناطيسي الوظيفي. ثم يناقش النتائج المبلغ عنها للمرضى المصابين بالصرع الأولي المعمم والمرضى الذين يعانون من أنواع مختلفة من اضطرابات الصرع البؤرية. من الأمور المهمة التي كشفت عنها هذه النتائج أن مناطق الدماغ المتأثرة بإفرازات الصرع بين النشبات قد لا تقتصر على تلك التي تولدت فيها. يمكن أن تساعد الطرق المطورة في الكشف عن المناطق المشاركة أو المتأثرة بمنطقة بدء النوبة (SOZ).كما أكدت الأدبيات التي تمت مراجعتها ، يوفر EEG & # x02013fMRI معلومات مفيدة بشكل خاص عند تقييم المرضى الذين يعانون من الصرع المقاوم للجراحة.


4. مناقشة

تحليلنا لعدم تناسق DTI ، في هذا العدد الكبير من السكان (ن= 374 بالغًا) ، لديها 3 نتائج رئيسية. أولاً ، كان للمناطق الأمامية والزمنية عدم تناسق كبير في FA. الفص الجبهي FA أكبر في نصف الكرة الأيمن ، لكن الفص الصدغي الأيسر FA أكبر من الفص الأيمن. بلغ متوسط ​​الفرق في هذه العينة الكبيرة 0.15 (وهو مرتفع جدًا ، مع الأخذ في الاعتبار أن FA يعمل على مقياس من 0 إلى 1). ثانيًا ، في تحليل إقليمي لعدم تناسق FA ، شكلت العوامل الوراثية 33 ٪ من التباين في عدم التناسق في الحزمة الأمامية القذالية السفلية ، و 37 ٪ من التباين في الإشعاع المهاد الأمامي ، و 20 ٪ من التباين في ملقط رئيسي والحزمة غير المحددة. استأثرت العوامل البيئية المشتركة ل

15٪ من التباين في القناة الشوكية القشرية و

10٪ من التباين في ملقط طفيف. لذلك يتأثر عدم التناسق بالعوامل الجينية والبيئية. كانت النتائج متشابهة بغض النظر عن مقياس التباين المستخدم (FA مقابل tGA). أخيرًا ، كان عدم تناسق الفص الجبهي FA أعلى فرق في الرجال أكثر من النساء ، لكن نسبة صغيرة فقط من الفوكسل أظهرت اختلافات بين الجنسين في المتوسط مستوى من عدم التناسق.

كما هو متوقع من الدراسات المزدوجة لبنية الدماغ (Brun et al. ، 2009 Thompson et al. ، 2001) ، أظهر التوائم أحادية الزيجوت أوجه تشابه أعلى في خرائط الارتباط داخل الطبقة مقارنة بالتوائم ثنائية الزيجوت مما يشير إلى أن عدم تناسق الألياف يتأثر وراثيًا. يتماشى هذا مع مجموعة كبيرة من أعمال أنيت ، التي اقترحت أنه قد يكون هناك جين واحد & # x0201cright-shift & # x0201d يؤثر على درجة الهيمنة الدماغية والسلوك الجانبي مثل استخدام اليدين (Annett ، 1998).

خريطة أولية للوراثة ، استنادًا إلى صيغة الوراثة Falconer & # x02019s (الشكل 9) ، تقدر بشكل فاجئ النسبة الجينية للتباين بمقدار ضعف الفرق بين الترابطات التوأم أحادي الزيجوت والارتباطات المزدوجة ثنائية الزيجوت. نظرًا لأن هذا التحليل الأولي اكتشف تورطًا وراثيًا في عدم تناسق الألياف ، فقد قمنا بتركيب نماذج المعادلة الهيكلية على البيانات من مناطق الفصوص ذات الأهمية. ترجع نسبة كبيرة من التباين في عدم تناسق الألياف في العينة إلى عوامل وراثية في الفص الأمامي ، ولكن ليس في أي مكان آخر في الدماغ. أكدت النماذج الوراثية Voxelwise الآثار الجينية على عدم تناسق الفص الجبهي ، واقترحت أيضًا مساهمات جينية عالية في بعض مناطق الفص الصدغي. لم تصل تأثيرات الفص الصدغي إلى أهمية في تحليلات الفص ، وتتطلب التكرار.

كانت المناطق ذات الإسهامات الجينية العالية في عدم تناسق الألياف (الفص الجبهي) هي أيضًا المناطق التي يكون فيها عدم التماثل أكبر. إن اكتشاف أن الفص الجبهي FA أكبر في نصف الكرة الأيمن ، ولكنه أكبر على اليسار بالنسبة للفص الصدغي ، يؤكد تقارير DTI السابقة عن عدم تناسق المادة البيضاء الأمامية والزمنية. بشكل عام ، ركزت الدراسات السابقة على مناطق معينة ، مثل القناة القشرية (Westerhausen et al. ، 2007) والحزمة المقوسة ، التي تشارك في معالجة اللغة (de Jong et al. ، 2009 Rodrigo et al. ، 2007). اقترح تحليل voxelwise (Buchel et al. ، 2004) أن يسارًا أكبر من عدم تناسق المادة البيضاء FA الأيمن في الحزمة المقوسة ووجد عدم تناسق مقابل اليد المهيمنة (أي أعلى على اليسار في اليد اليمنى) في المساحات التي تعصب التلفيف قبل المركزي (كما هو متوقع ، بالنظر إلى عبور الدوائر الحركية القشرية). تُظهر المادة البيضاء الأمامية والزمنية بالفعل يسارًا أكبر من FA الأيمن في الطفولة المبكرة (Dubois et al. ، 2008) ، مما يشير إلى زيادة الميالين في نصف الكرة الأيسر. وجدت بعض الدراسات التنموية أن اختلافات FA الأمامية بين نصفي الكرة الأرضية تتضاءل مع تطور الدماغ ، لكن عدم تناسق الفص الصدغي يستمر (Barnea-Goraly et al. ، 2005). قد تتعلق حالات عدم التناسق هذه بالتميز الجانبي الوظيفي للعمليات الإدراكية عالية المستوى مثل الارتباط المكاني واللغة ، لكن انحداراتنا مع المقاييس المعرفية العالمية لم تكشف عن أي ارتباطات.

أشارت الدراسات المبكرة عن عدم التناسق التشريحي إلى شيء طبيعي بتاليا (torquing) من الدماغ ، والذي يحول هياكل نصف الكرة الأيمن الأمامية إلى نظائرها في النصف الأيسر (Kimura ، 1973 Toga and Thompson ، 2003). وجدت دراسات ما بعد الوفاة عدم تناسق حجمي في مخطط زمني، جزء من الفص الصدغي السمعي ومنطقة معالجة اللغة (Geschwind and Levitsky ، 1968). في الآونة الأخيرة ، أكدت دراسة تصوير بالرنين المغناطيسي كبيرة على 142 شابًا عدم تناسق الحجم الأيسر في مناطق اللغة الخلفية ، وعدم تناسق جهة اليمين في التلفيف الحزامي والنواة المذنبة (Watkins et al. ، 2001). طرق التحليل القائمة على السطح التي تتكيف مع تأثيرات النقل الهيكلي في الفضاء (على سبيل المثال ، عزم الدوران) وجدت أيضًا عدم تناسق إلى اليسار في التلفيف Heschl & # x02019s و مخطط زمني (ليتيلتون وآخرون ، 2009). استخدمت دراسات قياس التشكل القائمة على التشوه نظرية مجالات ناقلات غاوس العشوائية لاكتشاف عدم تناسق الدماغ ، واستخدمت لاكتشاف الانحرافات الإحصائية عن المستوى الطبيعي لعدم تناسق الدماغ (يُطلق عليه أيضًا & # x0201cdissymmetry & # x0201d Thirion et al.، 2000 Lancaster et آل ، 2003). بالإضافة إلى ذلك ، قد تنشأ بعض & # x0201capparently & # x0201d التأثيرات الجانبية في رسم خرائط الدماغ بسبب الاختلافات نصف الكروية في القدرة الإحصائية لاكتشاف التأثيرات. هذا أمر لا مفر منه ، لأن الهياكل في نصفي الكرة الأرضية لها أنماط مختلفة من التباين التشريحي (Thompson et al.، 1998 Fillard et al.، 2006).

كان لعدم تناسق FA تباين أعلى في الرجال مقارنة بالنساء ، ولكن لم يكن هناك سوى دليل محدود على الاختلافات في المستوى العام لعدم التماثل (على سبيل المثال ، اجتاز اختلاف الجنس رسميًا معيار FDR للأهمية ولكنه أظهر اختلافات في أقل من 1 ٪ من الدماغ) . تشير العديد من الدراسات إلى وجود معلومات أكبر تشريحي عدم التناسق بين الرجال أكثر من النساء (تمت مراجعته في Toga and Thompson ، 2003). وجدت دراسة التصوير بالرنين المغناطيسي المعتمدة على voxel لـ 465 بالغًا عاديًا اختلافات بين الجنسين في أحجام وتركيزات المادة الرمادية ولكن لم يكن هناك تأثير على استخدام اليدين على مستوى عدم التماثل (Good et al. ، 2001). في عينة صغيرة (N = 20) ، Szeszko وآخرون. (2003) ذكرت أن النساء لديهن اتحاد كرة قدم أعلى في الفص الجبهي الأيسر مقارنة بالرجال ، وعدم تناسق عام في اتجاه اتحاد الكرة. لم يتم الكشف عن عدم تناسق نصف كروي عند الرجال. ارتبط مستوى عدم التناسق بين اليسار عند النساء بتحسين الفهم اللفظي وعمل الذاكرة. هذه النتيجة مثيرة للدهشة ، نظرًا لاكتشافنا وجود عدم تناسق قوي لـ R & # x0003eL لـ FA ، فإن حجم هذا التأثير كبير جدًا في عينة أكبر بكثير من الموضوعات. قد يكون اكتشافنا للاختلافات الكبيرة والمحدودة بين الجنسين بسبب جهودنا لإنشاء نموذج يقلل من الاختلافات الهيكلية بين نصفي الكرة الأرضية. هذا يقلل من تأثير & # x0201cbrain Shape & # x0201d على التباينات ، والتي ربما تكون قد قللت من أي اختلافات بين الجنسين.

مع الرنين المغناطيسي الوظيفي ، شايويتز وآخرون. (1995) وجدت اختلافات كبيرة بين الجنسين في المعالجة الصوتية للغة. تم تقسيم تنشيط الدماغ عند الرجال إلى التلفيف الأمامي السفلي الأيسر ، بينما شاركت النساء في أنظمة عصبية أكثر انتشارًا تتضمن التلافيف الأمامية السفلية اليمنى واليسرى. لدى الرجال والنساء أيضًا مناطق دماغية ترتبط فيها الأحجام الإقليمية بالذكاء. هاير وآخرون وجد (2005) أن النساء أظهرن المزيد من المادة البيضاء ومناطق أقل من المادة الرمادية ذات أحجام مرتبطة بالذكاء ، مقارنة بالرجال. يرتبط معدل الذكاء مع FA في الأشخاص العاديين ، ويتأثر كل من معدل الذكاء والتحليل الوراثي (Chiang et al. ، 2009a ، b Kochunov et al. ، 2009). لهذا السبب ، قمنا أيضًا بتراجع عدم تناسق FA مقابل معدل الذكاء ، ولكن لم تنج أي ارتباطات من تصحيح FDR. قد يرتبط معدل الذكاء ارتباطًا وثيقًا بالتمثيل الذهني في مناطق معينة من الدماغ ، ولكن ليس كثيرًا بعدم تناسقه.

من فرضية أي تحليل حكيم لعدم تناسق الدماغ أن هناك تماثلًا بنيويًا بين هياكل المادة البيضاء في نصفي الكرة الأيمن والأيسر. بالنسبة لمسارات المادة البيضاء الرئيسية ، مثل الجسم الثفني ، والفورنيكس ، والإشعاعات البصرية ، فإن هذا الافتراض يمكن الدفاع عنه. من المحتمل أن تتكيف طرق التسجيل المقترحة هنا مع أي اختلافات في الشكل العيانية تعترض طريق الاقتران بالتشريح المتماثل ، حيث يوجد ، على جانبي الدماغ. ومع ذلك ، كما هو الحال في جميع الدراسات التي ترسم خرائط عدم تناسق الدماغ ، سيكون هناك دائمًا مجموعة من الهياكل & # x02013 القشرية U-fibers على سبيل المثال & # x02013 مع عدم وجود متماثلات واضحة في النصف الآخر من الكرة الأرضية. على هذا النحو ، فإن الاختلافات في تشريح نصف الكرة الأرضية بالقرب من القشرة قد لا تعكس فقط اختلافًا في الإشارة من نفس البنية يحدث في كلا نصفي الكرة الأرضية ولكن أيضًا نقصًا في التماثل. قد تكون هذه الحالات قابلة للتمييز في نهاية المطاف باستخدام الأدوات التي تصمم وتجمع كل نصف كروي ومساحات # x02019 كرسم بياني ، مع اتصال معروف وعلاقات طوبولوجية في هذه الحالة ، سيكون من السهل تحديد الاختلافات في تكوين المسالك بين نصفي الكرة الأرضية.

قد تساهم المصادر المنهجية للتباين في بيانات DTI أيضًا في مستوى عدم التماثل المرئي هنا. تحدث تدرجات الحساسية المغناطيسية في الواجهات حيث تكون الأنسجة والهواء على مقربة شديدة ، ومن المعروف أنها تسبب تشوهات هندسية في القطبين الأمامي والزمني. إذا كانت هذه التشوهات شديدة ، يمكن أن تتسبب في فقد كامل للإشارة ، ولكنها في معظم الحالات تؤدي فقط إلى تشويه هندسي للبيانات التي يمكن تصحيحها هنا ، قمنا بتعديلها باستخدام نهج التواء مرن ثلاثي الأبعاد قائم على المعلومات المتبادلة. في الحالات الفردية ، يمكن أن يساهم هذا التشويه في مستوى عدم التناسق في إشارة DTI ، وفي تباينها ، ولكن من غير المرجح أن ينتج نمطًا منهجيًا من عدم التناسق الذي يفضل الجانب الأيسر أو الأيمن من الدماغ. من غير المحتمل أن تتأثر الخرائط مثل الشكل 8 (متوسط ​​عدم تناسق FA) كثيرًا بتأثيرات الحساسية. قد تساهم هذه المصنوعات اليدوية إلى حد ما في التباين في عدم التناسق ، مما يؤدي إلى استنفاد الارتباطات البيولوجية الحقيقية بين أعضاء الزوجين التوأمين بشكل طفيف. سيتم تجميع هذه القطع الأثرية في المصطلح E لنموذج المعادلة الهيكلية لدينا (الذي يحتوي على تباين بسبب خطأ منهجي).

بالإضافة إلى ذلك ، بينما تم تطبيع خرائط المقاييس المشتقة من DTI (مثل FA) مكانيًا عبر الموضوعات ، لم يتم إجراء تطبيع كثافة عالمية. استخدمنا كل موضوع & # x02019s مقاييس FA الأولية ولم نعدلها للاختلافات الكلية في متوسط ​​FA بين الموضوعات. في التحليلات الجماعية لفحوصات التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني ، يتم عادةً تعديل البيانات الفردية وفقًا للمستويات العامة (العالمية) من التنشيط أو الارتباط بالرابط ، ولكن هذا لا يتم عادةً في دراسات DTI. من المفترض أن FA هو مقياس مطلق لتماسك الألياف ، والذي يرتبط بالمعلمات الفسيولوجية مثل سرعة التوصيل المحوري ، والتدابير المعرفية مثل معدل الذكاء. نتيجة لذلك ، لا يتم تطبيق التطبيع العالمي عادةً حيث يُعتقد أن القيم الخام توفر مقياسًا أساسيًا لتماسك الألياف. ومع ذلك ، فمن الممكن أن تعكس الاختلافات المحلية ، جزئيًا ، الاختلافات العالمية في FA ، أو عدم تناسقها ، عبر الموضوعات.

دراستنا لديها 3 قيود رئيسية. أولاً ، سجلنا صور FA في قالب متوسط ​​عدد السكان تم إنشاؤه من الموضوعات & # x02019 صور FA. تم تطبيق نفس التسجيلات ، استنادًا إلى صور FA ، على جميع الخرائط المشتقة من DTI ، مما يسمح لنا بمحاذاة جميع الصور هيكليًا بنفس الطريقة. ومع ذلك ، قد يكون هناك تحيز طفيف في استخدام مقياس تباين واحد لدفع التسجيل غير الخطي ، ويمكن استخدام مقاييس أخرى ، بشكل فردي أو جماعي (بارك وآخرون ، 2003 ، 2004). تم اقتراح العديد من خوارزميات التسجيل غير الخطي لـ DTI. استخدم Studholme (2008) المقاييس المشتقة من DTI كقيود عند محاذاة الصور التشريحية القياسية. شيانغ وآخرون. (2008) و Li et al. (2009) استخدم التوجيه والمعلومات متعددة المتغيرات في موتر الانتشار الكامل للعثور على المراسلات بين صور DTI.

ثانيًا ، في هذه الورقة ، استخدمنا خرائط إحصائية تعتمد على فوكسل ، مع التركيز على مناطق المادة البيضاء شديدة التباين. قد تكون الطرق الأخرى مفيدة أيضًا في اختيار المناطق ذات التباين العالي ، مثل طريقة الإحصاء المكاني القائم على المسالك (TBSS: Smith et al. ، 2006). في TBSS ، يتم إنشاء خريطة هيكلية (بسمك بكسل واحد) لـ FA ، وتعتمد المراسلات عبر الموضوعات على المسافة ، بدلاً من حساب حقل المراسلات للصورة بأكملها. القيد الثالث لدراستنا هو أننا لا نستغل المعلومات الزاوية بشكل كامل في الصور الموزونة بالانتشار 105 اتجاه. يمكن أيضًا فحص عدم التناسق في هندسة الانتشار المحلية من خلال تحليل ملف تعريف الانتشار المحلي ثلاثي الأبعاد ، وإعادة بنائه باستخدام طرق تفكيك الفضاء الزاوي مثل وظيفة توزيع الموتر (Leow et al. ، 2008). يمكن أن يؤدي هذا إلى مزيد من التحقيق في مصادر عدم التناسق بعد ضبط الالتباسات بسبب الحجم الجزئي وتقاطعات الألياف - وهو قيد متأصل في المقاييس العددية المشتقة من DTI. يمكن للمرء بعد ذلك التمييز بين عدم تناسق اليمين الأكبر من اليسار بسبب تكامل الألياف الأعلى في نصف الكرة الأيمن أو ما إذا كانت مستويات التباين على اليسار تنخفض بسبب مستوى أعلى من تقاطعات الألياف.


يكشف التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي في حالة الراحة عن زيادة اتصال القشرة الحركية للنواة تحت المهاد في مرض باركنسون ومرض # x27s

يرتبط مرض باركنسون & # x27s (PD) بفرط تزامن غير طبيعي في العقد القاعدية - المهاد - القشرية. تشير الفعالية السريرية للتحفيز عالي التردد للنواة تحت المهاد (STN) إلى دور حاسم لهذه النواة داخل الشبكات الحركية المتأثرة في PD. نحن هنا نحقق في التغييرات في ملف تعريف الاتصال الوظيفي (FC) الخاص بـ STN باستخدام ارتباطات حالة الراحة BOLD على أساس voxel-by-voxel في التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI). قارنا مرضى PD في المراحل المبكرة (ن = 31) أثناء حالة التوقف عن تناول الدواء مع الضوابط الصحية (ن = 44). كشف التحليل عن زيادة FC بين STN والمناطق الحركية القشرية (BA 4 و 6) في مرضى PD وفقًا لدراسات الفيزيولوجيا الكهربية. علاوة على ذلك ، كشف تحليل FC لمنطقة اليد القشرة الحركية الأولية (M1) أن زيادة FC تم العثور عليها بشكل أساسي في منطقة STN داخل العقد القاعدية. تتوافق هذه النتائج جيدًا مع البيانات التجريبية الحديثة ، مما يشير إلى أن زيادة التزامن القشرة الحركية STN التي يتم توسطها عبر ما يسمى بالمسار الفرعي القشري الحركي المباشر قد يلعب دورًا أساسيًا في الفيزيولوجيا المرضية للـ PD. تم إجراء تحليل إضافي للمجموعة الفرعية وفقًا لوجود (ن = 16) أو غياب (ن = 15) من الرعاش في المرضى. مقارنة بالضوابط الصحية ، أظهر مرضى الرعاش زيادة في STN FC على وجه التحديد في منطقة اليد من M1 والقشرة الحسية الأولية. في المرضى الذين لا يعانون من الرعاش ، تم العثور على قيم FC متزايدة أيضًا بين STN والمناطق الحركية القشرية الوسطى بما في ذلك SMA. تؤكد نتائجنا مجتمعة على أهمية STN كعقدة رئيسية لتعديل نشاط الشبكة الحركية BG-cortical في مرضى PD.

ويبرز البحوث

► يتم زيادة قشرة محرك STN BOLD-FC في PD. ► النتائج هي ارتباط محتمل بزيادة تماسك STN-M1 الذي لوحظ في PD. يبدو أن الصرامة والرعشة مرتبطة بالتغيرات في منطقة اليد STN-M1 FC. ► تتفق النتائج مع النشاط المفرط المفترض في مسار M1-STN "hyperdirect".


سلامة المادة البيضاء المرتبطة بالأعراض السريرية لدى مرضى طنين الأذن: دراسة إحصائية مكانية قائمة على السبيل

لتقييم العلاقة بين سلامة المادة البيضاء والمتغيرات السريرية في مرضى طنين الأذن باستخدام تصوير موتر الانتشار (DTI).

أساليب

تم تسجيل سبعة وستين مريضا من طنين الأذن و 39 من الأصحاء الضوابط في هذه الدراسة. تم استخدام مدة الطنين والخط الجانبي والنغمة والخصائص واثنين من اختبارات التقييم الذاتي النفسي كمتغيرات مستقلة. تم تقييم الاختلافات بين المرضى والضوابط في مؤشرات الانتشار باستخدام الإحصائيات المكانية القائمة على المسالك (TBSS) ، وتم التحقيق في الانحدار المتعدد بين قيم DTI في مجموعات كبيرة ومتغيرات سريرية. تم إجراء تحليل ارتباط TBSS بين المتغيرات السريرية ومؤشرات DTI في مرضى طنين الأذن.

نتائج

كان لدى مجموعة الطنين متوسط ​​انتشار (MD) وانتشار محوري أعلى في WM تحت القشرة السمعية والجهاز الحوفي مقارنة بمجموعة التحكم. كانت درجة أعراض الاكتئاب (BDI) هي المتغير المهم الوحيد الذي يؤثر على قيمة MD والانتشار المحوري في هذه المجموعات. أظهر تحليل ارتباط TBSS مع BDI في مرضى طنين الأذن أن BDI كان مرتبطًا بمؤشرات الانتشار في مناطق واسعة الانتشار من WM.

الاستنتاجات

ارتبطت سلامة WM في طنين الأذن بأعراض الاكتئاب في كل من التحليلات بين المجموعات وداخلها. تدعم نتائجنا التضمين المفترض لسلامة WM المتغيرة في علم وظائف الأعضاء للأعراض العاطفية لطنين الأذن.

النقاط الرئيسية

سلامة WM للدائرة الحوفية اليسرى في طنين الأذن مختلفة في الضوابط.

أعراض الاكتئاب هي متغير سريري مهم يؤثر على قيم DTI.

ترتبط قيمة DTI بأعراض الاكتئاب لدى مرضى طنين الأذن.


نتائج

دراسات المحاكاة

نقدم هنا نتائج دراستين للمحاكاة تظهران تأثير وفائدة نهج النسيان. توضح دراسات المحاكاة في هذا القسم السيناريوهات المحتملة التي يقدم فيها نهج النسيان معلومات إضافية بالإضافة إلى الأساليب التقليدية. تمت محاكاة البيانات في هذه الدراسات باستخدام حزمة neuRosim من [18] وتم تحليلها باستخدام نصوص Python المصممة خصيصًا.

موضوع واحد.

في هذا السيناريو ، يستخدم موضوع اصطناعي واحد مع دماغ مربع ثنائي الأبعاد منطقتين دماغيتين يتم تنشيطهما تفاضليًا مقارنة ببقية الدماغ: المنطقة أ و ب.

كما هو مبين في الشكل 3 أ ، يتم تنشيط المنطقة A بشدة ، وبالتالي ، فإن التنشيط الناجم عن المهمة ينجو من العتبة القائمة على الكتلة. ومع ذلك ، فإن التنشيط الأضعف الناجم عن المهمة في المنطقة 2 لا ينجو من العتبة (انظر الشكل 3 ب).

من SPM الأصلي ، قد يميل المرء إلى استخلاص استنتاج مفاده أن المنطقة A يتم تنشيطها بشكل انتقائي في المهمة ، بمعنى أن تنشيطها أكبر بكثير من ذلك في المناطق الأخرى (مثل المنطقة B).

ومع ذلك ، يستند هذا الاستنتاج إلى مغالطة المصور: لاختبار فرضية التنشيط الانتقائي ، يحتاج المرء إلى اختبار الاختلاف بين المناطق مباشرة. بعد تطبيق نهج النسيان ، يتضح من الشكل 3 ج سبب كون الاستنتاج أعلاه خاطئًا: بالنسبة للجزء الرئيسي من منطقة الدماغ B ، فإن الزيادة في التنشيط أثناء المهمة لا تقل بشكل ملحوظ عن أقل زيادة مهمة في التنشيط في المنطقة A.

مواضيع متعددة.

في دراسة محاكاة ثانية ، قمنا بتوليد بيانات من تجربة الرنين المغناطيسي الوظيفي مع مواضيع متعددة. في الحقيقة الأساسية لهذه المحاكاة ، تظهر منطقتان تنشيطًا متزايدًا في الحالة التجريبية في جميع الموضوعات. ومع ذلك ، فإن أحجام التأثيرات والموقع الدقيق وحجم هذه المناطق اختلفت قليلاً عبر الموضوعات. عند تطبيق نهج النسيان على هذه البيانات (انظر الشكل.4) ، يمكن للمرء أن يرى أن كلتا المنطقتين ظاهرتان بوضوح في خريطة z ذات العتبة 2 ، لكن الخريطة في طي النسيان توضح أن الموقع الدقيق لهذه المناطق ، على مستوى المجموعة ، غير مؤكد وأقل تركيزًا من قد تقترح الخريطة العتبة.

مثال من العالم الحقيقي

تم تطبيق نهج النسيان أيضًا على بيانات الرنين المغناطيسي الوظيفي في العالم الحقيقي ، المأخوذة من [19] (مجموعة البيانات هذه متاحة بالكامل عند الطلب. يرجى إرسال بريد إلكتروني إلى المؤلف الأول للدراسة الأصلية ، Birte Forstmann ([email protected]) ، أو المؤلف الأول من هذه الدراسة ([email protected])). في هذه الدراسة ، أجرى الأشخاص مهمة اختيار قسري ثنائي بديل لحركة النقاط العشوائية (RDM) وتم الإشارة إليهم للتأكيد على سرعة أو دقة قرارهم. كانت النتيجة الرئيسية للدراسة أن كلاً من المخطط الأيمن ومنطقة المحرك التكميلية (preSMA) يظهران نشاطًا أعلى عندما تم توجيه الأشخاص للتأكيد على سرعة قرارهم مقارنةً بالوقت الذي أكدوا فيه على دقة قرارهم.

أظهرت إعادة تحليل البيانات باستخدام تباين "حالة السرعة - حالة الدقة" ونموذج خطي عام باستخدام مقدر شطيرة أنماط تنشيط مماثلة كما ورد في الدراسة الأصلية. تم تنشيط المخطط الأيمن و preSMA بشكل متزايد في حالة إجهاد السرعة بالمقارنة مع حالة إجهاد الدقة. تم العثور على زيادة مماثلة مرتبطة بالإجهاد في السرعة في الفصوص الثنائية والقشرة الأمامية الظهرية الجانبية. تحليل الاقتران هنا.

عند تطبيق نهج النسيان على هذه البيانات ، يصبح من الواضح أن التأثيرات التجريبية أقل تحديدًا مما قد يقترحه SPM الأصلي. على وجه الخصوص عند عتبة z ليبرالية ولكنها شائعة تبلغ 2.3 ، يكون جزء كبير من الدماغ في طي النسيان ، كما يمكن رؤيته في المساحات الخضراء الكبيرة في الشكل 5 والجدول 1. عند عتبة z أعلى قليلاً (3.1 ، بما يتوافق مع p & lt0.001 غير المصحح) ، يتناقص حجم كل من المناطق النشطة (البرتقالية) حيث يتناقص حجم المناطق في النسيان (الخضراء). زيادة عتبة z أكثر لا تقلل من حجم المناطق في طي النسيان. عند عتبة z 4.1 ، يزداد حجم المناطق في منطقة النسيان بشكل طفيف. كشفت التحليلات الإضافية أنه عندما تم تعيين العتبة عند هذه القيمة 4.1 ، تم اختيار فوكسل مقارنة مختلفة جدًا عن تلك الموجودة في إعدادات العتبة الأخرى. وبالتالي ، فإن هذا فوكسل له نمط تغاير مختلف أدى إلى انخفاض قيم t في اختبارات النسيان ، مما أدى إلى زيادة المنطقة التي تم تصنيفها في طي النسيان.

بعد إجراء العتبة الأولي هذا ، تم تصحيح هذه المناطق الباقية على مستوى الكتلة باستخدام نظرية المجال العشوائي الغاوسي. لا تختلف مناطق النسيان اختلافًا كبيرًا عن منطقة الدماغ الأقل نشاطًا بشكل ملحوظ ، وفقًا لاختبار t بمستوى ألفا p & lt0.05 ، غير المصحح لمقارنات متعددة. أسطورة: اصفر احمر يتم تنشيط المناطق بشكل كبير ، لون أخضر المناطق في طي النسيان. لاحظ كيف أن الحد الأقصى الليبرالي البالغ 2.3 تقريبًا يكون الدماغ بأكمله في حالة من النسيان وأن زيادة عتبة z من 3.1 إلى 3.7 لا يغير كثيرًا في حجم الدماغ الذي هو في طي النسيان. توجد العقول في مساحة MNI-152 مع شرائح عند X = 42 ، Y = 65 ، Z = 65.

المناطق التي تم تمييزها في طي النسيان منطقية ، لأنها تشمل (1) شبكات متميزة معروفة بتباينها العالي نسبيًا (على سبيل المثال ، مناطق في الدماغ المتوسط) ، وكذلك (2) المناطق التي يتم تنشيطها بشكل كبير عند انخفاض z - العتبات أو المناطق المحيطة التي يتم تنشيطها بشكل كبير. باختصار ، يبدو أن نهج النسيان يؤدي إلى نتائج معقولة لبيانات الرنين المغناطيسي الوظيفي الحقيقية ، ويكمل الملخصات الاستراتيجية التقليدية بمعلومات إضافية مهمة.


يتغير نشاط الدماغ التلقائي الديناميكي المحلي في الحلقة الأولى ، والمرضى الساذجين الذين يعانون من اضطراب اكتئابي كبير وملامح التعبير الجيني المرتبطة بهم

الاضطراب الاكتئابي الرئيسي (MDD) هو اضطراب منهك شائع يتميز بضعف نشاط الدماغ التلقائي ، ومع ذلك لا يُعرف الكثير عن تغيراته في الخصائص الديناميكية والآليات الجزيئية المرتبطة بهذه التغييرات.

استنادًا إلى بيانات التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفية لحالة الراحة لـ 65 مريضًا من الحلقة الأولى من العلاج الساذج مع MDD و 66 عنصر تحكم صحي ، قمنا بمقارنة التجانس الإقليمي الديناميكي (dReHo) لنشاط الدماغ التلقائي بين المجموعتين ، وقمنا بفحص ملفات تعريف التعبير الجيني المرتبطة مع تعديلات dReHo في MDD من خلال الاستفادة من بيانات النسخ من Allen Human Brain Atlas وتحليل شبكة التعبير المشترك للجينات الموزونة.

بالمقارنة مع الضوابط الصحية ، أظهر المرضى الذين يعانون من MDD باستمرار انخفاض dReHo في كل من التلافيف المغزلي وفي القطب الصدغي الأيمن والحصين. ارتبطت ملفات تعريف التعبير عن 16 وحدة جينية مع تعديلات dReHo في MDD. تم إثراء هذه الوحدات الجينية لمختلف مصطلحات العملية البيولوجية ، بما في ذلك الإشارات المناعية والتشابك والقنوات الأيونية ووظيفة الميتوكوندريا واستقلاب البروتين ، وتم التعبير عنها بشكل تفضيلي في أنواع مختلفة من الخلايا.

المرضى الذين يعانون من MDD قد قللوا من dReHo في مناطق الدماغ المرتبطة بالتنظيم العاطفي والمعرفي ، وقد تكون هذه التغييرات مرتبطة بآليات معقدة متعددة الجينات والمسارات المتعددة.


أساليب

نهج في ليمبو

يوضح الشكل 2 مفهوم النسيان: المناطق الخضراء لا تختلف اختلافًا كبيرًا عن الصفر ، لكنها لا تختلف أيضًا بشكل كبير عن المنطقة الأقل نشاطًا بدرجة كبيرة 5. التين. يعرض الشكل 3 و & # x200B و 4 أمثلة على مناطق النسيان في محاكاة بيانات SPM (لمزيد من التفاصيل ، راجع القسم دراسات المحاكاة).

يمكن تنفيذ فكرتنا في طي النسيان بعدة طرق. للتوضيح ، نركز هنا على طريقة بديهية تتكون من أربع خطوات رئيسية:

لكل فوكسل في الدماغ ، يتم تقدير حجم تباين الاهتمام والتباين المقابل باستخدام النموذج الخطي العام ومقدرات التباين الشطري [9].

تم تحديد الخريطة المعيارية الإحصائية الناتجة باستخدام cNote ، لتتمكن من اختيار فوكسل مقارنة ، بالطبع يجب أن يكون هناك تأثير كبير للمهمة لتبدأ بها. إذا لم تكن هناك مناطق نشطة بشكل كبير ، فلا يمكن أن تكون هناك مناطق في طي النسيان.

يتم اختيار voxel مع أدنى قيمة t والتي تعتبر مختلفة بشكل كبير عبر الظروف على أنها voxel للمقارنة.

يتم مقارنة حجم التباين في وحدات البكسل التي تم العثور على أنها لا تختلف بشكل كبير مع حجم التباين في مقارنة فوكسل. يتم اعتبار وحدات البكسل غير الهامة التي لا يمكن اعتبار التباين مختلفًا إحصائيًا عن مقارنة فوكسل في طي النسيان. لاختبار هذا الاختلاف بكفاءة ، يجب تقدير التباين بين وحدات البكسل المختبرة وفوكسل المقارنة وأخذها في الاعتبار.

سيتم الآن وصف هذه الخطوات بمزيد من التفصيل. تم تنفيذها كخط أنابيب آلي باستخدام إطار عمل NiPype [10] ويمكن تنزيلها من GitHub (https://github.com/Gilles86/in_limbo).

الخطوة 1: تقدير التناقضات والاختلافات المقابلة على الشروط

إلى حد بعيد الطريقة الأكثر شيوعًا في تحليل الرنين المغناطيسي الوظيفي هي ما يسمى بنهج النموذج الخطي العام أحادي المتغير (GLM). يشكل GLM أيضًا أساس نهج النسيان الموضح هنا. في نهج GLM ، لكل فوكسل ، مجموعه من الانحدار يتناسب مع دورة وقت تنشيط فوكسل على النقاط الزمنية ، باستخدام أ مصفوفة التصميم . عادة ما تكون مصفوفة التصميم هذه متطابقة لجميع وحدات البكسل. يصف كل انحدار التغيير المتوقع في إشارة BOLD كنتيجة لواحد من الظروف التجريبية الفردية. يمكن أيضًا تضمين عوامل الانحدار المزعجة مثل حركة الرأس أو انجراف الماسح الخطي لإزالة الضوضاء غير المرغوب فيها وزيادة القدرة الإحصائية [11]. بالنظر إلى مقدرات الانحدار التجريبي وتبايناتها ، من الممكن استخدام الإحصائيات الاستدلالية للإجابة ، على سبيل المثال ، السؤال عما إذا كانت استجابة BOLD أكبر بكثير في حالة معينة في فوكسل. مما كانت عليه خلال الحالة .

يتم إنشاء الاستجابات الديناميكية الدموية المتوقعة للظروف التجريبية المختلفة عن طريق ربط وظيفة استجابة الدورة الدموية (HRF) مع نموذج للاستجابات العصبية المتوقعة. عادة ما يتم تصميم هذه الاستجابات العصبية كوظيفة صندوقية لبضع ثوان ، بدءًا من بداية التجربة أو التحفيز. أعمدة مصفوفة التصميم تتوافق مع الظروف التجريبية وتحتوي على الاستجابات الديناميكية الهوائية المتوقعة لهذه الشروط. ينتج عن هذا النموذج الخطي العام التالي [12]:

يمكن الآن تقديرها عن طريق تقليل مصطلح الخطأ باستخدام المربعات الصغرى العادية (OLS):

مصفوفة التباين يمكن تقديرها باستخدام مجموع القيم التربيعية المتبقية ، :

هذا النهج البسيط له حدين: (1) لا يمكن افتراض أن الأخطاء في القيم المتبقية مستقلة ، لأن هناك ارتباطًا ذاتيًا في الإشارة [13] ، و (2) نموذج الاستجابة الديناميكية الدموية غير محدد ، لأنه معروف أن تتنوع بشكل كبير عبر كل من الأفراد ومناطق الدماغ [14]. نتيجة لذلك ، غالبًا ما تكون تقديرات التباين منخفضة جدًا ، مما يزيد من مخاطر أخطاء النوع الأول.

غالبًا ما يتم استخدام أحد الحلول لهذه المشكلات في نمذجة الارتباط التلقائي للإشارة ثم إزالته (التبييض المسبق). يمكن القيام بذلك على سبيل المثال باستخدام نموذج الانحدار الذاتي (AR). في هذه الحالة ، يتم تثبيت مصفوفة التصميم أولاً على البيانات باستخدام نهج OLS. بعد ذلك ، تم تركيب نموذج AR على المخلفات. ينتج عن هذا الإجراء نموذج لهيكل الارتباط التلقائي . ثم يتم استخدام نموذج AR هذا في ملاءمة المربعات الصغرى المعممة (GLS) ، حيث يمكن تفسير الأخطاء من خلال بنية التغاير تتم إزالتها ، قبل الفعلي - يتم تقدير المعلمات. يمكن بعد ذلك تقديرها باستخدام

يمكن تقدير التباين باستخدام

لسوء الحظ ، قد يكون من الصعب العثور على تقدير غير متحيز لهيكل الارتباط التلقائي ومن المعروف أن النماذج المستخدمة غير صحيحة [9] ، [14]. نهج بديل ، أحد الأساليب التي نروج لها هنا ، هو استخدام مقدر التباين شطيرة. تم اقتراح هذا المقدر لأول مرة للاستخدام في التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي بواسطة [9] ، وهو غير متحيز وقوي ضد كل من الارتباط التلقائي والتشخيص الخاطئ للنموذج. الاختلاف الرئيسي مع الأساليب التقليدية هو أن البيانات ومصفوفة التصميم مقسمة إلى كتل مختلفة من المضاعفات و . لاحظ أن هذه المضاعفات لا تحتاج إلى مصفوفات تصميم متطابقة ، ولكن يجب أن تكون النسخ المتماثلة بنفس الطول. يمكن أن تمثل المضاعفات عمليات تشغيل أو تجارب فردية ، لكن هذا ليس مطلبًا. في تطبيقنا ، يتم تقسيم كل عملية تشغيل وظيفية إلى & # x0201csubruns & # x0201d ، أين يساوي الجذر التربيعي لعدد النقاط الزمنية في المدى. ومن ثم ، هناك مصفوفات تصميم ف نقاط زمنية.

عند استخدام مقدر الشطيرة ، فإن - يتم تقدير المعلمات بواسطة

أين هي مصفوفة تصميم -th تكرار و هو المسار الزمني لجميع المضاعفات في فوكسل . يتم الحصول على مصفوفة التباين من خلال صيغة الشطيرة:

أين هو تقدير لبنية التغاير للمخلفات في فوكسل , :

يمكن الآن استخدام تباينات عوامل الانحدار المختلفة لاختبار أي اختلافات في إشارة BOLD بين الظروف ، عكس . الإختلاف يمثل ، على سبيل المثال ، الاختلاف في إشارة BOLD بين الانحدار التجريبي الأول (على سبيل المثال ، المهمة) والثاني (على سبيل المثال ، الباقي) ، والذي يمكن اختباره ليختلف عن الصفر باستخدام .

الأهم من ذلك ، يمكن أيضًا استخدام مقدر الشطيرة لتقدير مقدار التغاير بين اثنين من وحدات البكسل و ، ضمن تباين واحد :

هنا هي مصفوفة تصميم النسخ المتماثل و

يصف هيكل التباين المشترك للمخلفات في فوكسل و . هو ما تبقى من فوكسل عند التكرار , هو ما تبقى من فوكسل عند التكرار . يعتبر مقدر التغاير مهمًا لنهج النسيان المقدم هنا ، لأن اختبار الفرق بين اثنين من وحدات البكسل يأخذ في الاعتبار التباين المشترك بشكل مثالي.

الخطوة 2: عتبة الخرائط الإحصائية

بعد معلمات الانحدار وتكون تبايناتها المقابلة مناسبة ، والخطوة التالية هي تحديد عتبة خريطة z الناتجة لتباين الاهتمام. يمكن القيام بذلك إما على مستوى موضوع فردي ، أو على مستوى مواضيع متعددة. في الحالة الثانية ، يجب أولاً تسجيل خرائط التباين الفردية في مساحة مشتركة ودمجها في نموذج ثانٍ لإنتاج خريطة z من المستوى 2 [11] ، [15].

للاستدلال الإحصائي على عدد كبير جدًا من إحصائيات الاختبار المترابطة ، كما هو الحال في خريطة z للرنين المغناطيسي الوظيفي ، يجب إيجاد توازن بين القوة والحساسية في مشكلة المقارنة المتعددة. تصحيح Bonferroni القياسي ، حيث يكون ملف - يتم تقسيم القيمة ببساطة على عدد المقارنات ، وهي متحفظة بشكل غير لائق ، لأن إحصائيات الاختبار مترابطة. تم اقتراح العديد من المناهج البديلة لنهج Bonferroni [16]. هنا نستخدم خوارزمية التجميع القياسية المطبقة في مجموعة FSL (التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي لمكتبة برامج الدماغ www.fmrib.ox.ac.ukfsl) ، والتي تحدد أولاً الصورة بأكملها عند قيمة z معينة (على سبيل المثال z & # x0200a = & # x0200a 2.3 ، الموافق لـ p & # x0003c غير المصحح عتبة) ثم يتم تقدير احتمالية حدوث مجموعات من وحدات البكسل فوق العتبة تحت الفرضية الصفرية باستخدام نظرية المجال العشوائي الغاوسي (GRF). يأخذ هذا التصحيح في الحسبان كلاً من إجمالي عدد وحدات البكسل المختبرة (المقارنات) ، وعدد الكتل فوق العتبة ، فضلاً عن الارتباطات بين وحدات البكسل المجاورة (أي ، سلاسة الخريطة الإحصائية [17]).

الخطوة 3: تحديد مقارنة فوكسل

بعد عتبة خريطة z ، مقارنة فوكسل يمكن اختيارها. هنا نختار voxel بأدنى إحصاء اختبار التي لا تزال على قيد الحياة من إجراء العتبة. هذا فوكسل يمكن وصفها بالعامية على أنها & # x0201ct هي الأقل تنشيطًا بشكل ملحوظ voxel & # x0201d لهذا التباين المحدد. معايير الاختيار الأخرى لمقارنة فوكسل ممكنة. على سبيل المثال ، يمكن للمرء أن يأخذ متوسط ​​حجم التباين في المجموعة الأقل أهمية. لقد اخترنا هذه المعايير الخاصة لاختيار فوكسل المقارنة ، لأنها سهلة التنفيذ والتفسير.

لاحظ أنه لكي تكون قادرًا على اختيار فوكسل مقارنة ، يجب أن يكون هناك بالطبع تأثير كبير للمهمة لتبدأ بها. إذا لم تكن هناك مناطق نشطة بشكل كبير ، فلا يمكن أن تكون هناك مناطق في طي النسيان.

الخطوة 4: التحديد في مناطق Limbo

في هذه الخطوة ، نميز بين التحليلات لموضوعات فردية ولموضوعات متعددة.

موضوع واحد

لكل فوكسل التي لم يتم تنشيطها بشكل كبير على النقيض من الاهتمام ، يتم إجراء اختبار على ما إذا كان حجم هذا التباين أصغر بكثير من حجم التباين نفسه في مقارنة فوكسل .

يتم ذلك عن طريق أخذ الفرق بين حجم التباين في وحدتي voxels وتقسيمه على مصطلح تباين مجمع ، بما في ذلك التباين في كل من تباين voxel ، وكذلك التباين المشترك بينهما. مقارنة فوكسل و voxel يتم استخدام إحصاء t التالي:

يمكن استخدام إحصاء t هذا لاختبار الاستدلال المنتظم. الفرضية الصفرية هي أنه لا يوجد فرق بين حجم التباين في فوكسل غير المنشط ونفس التباين في فوكسل المقارنة الأقل نشاطًا .

إذا كان لا يمكن رفض هذه الفرضية الصفرية ، فإن voxel لم يتم تنشيطه أقل من مقارنة فوكسل ، بالإضافة إلى عدم تنشيطه بشكل كبير في المقام الأول: بمعنى آخر ، voxel في طي النسيان. في المقابل ، إذا كان من الممكن رفض فرضية العدم ، يتم تنشيط voxel بشكل ملحوظ أقل من المناطق النشطة بشكل كبير ، والمطالبات حول التنشيط الانتقائي لها ما يبررها.

مواضيع متعددة

في حالة الموضوعات المتعددة ، يتوافق عدد نقاط البيانات في التحليل مع عدد الموضوعات ، . مرة أخرى ، بالنسبة لجميع وحدات البكسل غير النشطة بشكل كبير ، فإن الفرضية التي يجب اختبارها هي ما إذا كان حجم تباينها يختلف اختلافًا كبيرًا عن حجم فوكسل المقارنة الأقل نشاطًا بشكل ملحوظ.

لإجراء هذا التحليل ، نستخدم نهج المربعات الصغرى الموزونة (WLS). نقوم بذلك لزيادة القوة من خلال ترجيح الموضوع الفردي بدقة (أي عكس التباين) لتقدير الفرق بين حجم التباين في فوكسل الفائدة و voxel المقارنة .

لكل فوكسل غير نشط بشكل ملحوظ ، أ المتجه تم إعداده ، حيث يمثل كل عنصر أحد عناصر المواضيع. ال يحتوي العنصر التاسع لهذا المتجه على الفرق بين حجم التباين في ذلك فوكسل المحدد في الموضوع (بمعنى آخر.، ) وحجم نفس التباين في مقارنة فوكسل ():

بالإضافة إلى ذلك ، لكل فوكسل غير نشط بشكل ملحوظ ، قمنا بإعداد نسخة متطابقة مصفوفة التصميم ، مليئة فقط و a مصفوفة الوزن المائل . قطري يحتوي على معكوس الانحرافات المعيارية (أي الجذر التربيعي للتباين) لتقدير الفرق بين voxel المقارنة و voxel المعين ، :

أين هو تباين فوكسل في الموضوع و هو التباين بين فوكسل والمقارنة فوكسل في الموضوع على النحو الوارد في المعادلتين 7 و 9.

أخيرًا ، قمنا بحل نظام المعادلات التالي:

أين هي القيم المربعة المجمعة في فوكسل . ينتج عن حل هذه الأنظمة مقدر للاختلاف في حجم التباين في هذا فوكسل و voxel المقارنة على مستوى مجموعة المواضيع ، ، وكذلك مقدر التباين في هذا الاختلاف ، . يمكن استخدام هذه التقديرات لحساب قيمة t لاختبار الفرضية القائلة بأنه لا يوجد فرق بين أحجام التباين في الفوكسل ، على غرار المعادلة 11. إذا كان لا يمكن رفض هذه الفرضية عند بعض عتبة الأهمية (نستخدم هنا ) ، حجم التباين في فوكسل لا يختلف اختلافًا كبيرًا عن نفس التباين في مقارنة فوكسل ونستنتج أن فوكسل في طي النسيان.

تصحيح المقارنات المتعددة

على غرار تصحيحات المقارنات المتعددة القياسية على التباين الأصلي ، يمكن أيضًا استخدام إجراء تصحيح المقارنات المتعددة لاختبار t النهائي الذي يقارن حجم التباين في جميع وحدات البكسل غير النشطة بشكل كبير مع نفس التباين في مقارنة فوكسل. تعتبر الإجراءات مثل معدل الاكتشاف الخاطئ (FDR) أو نظرية المجال العشوائي الغاوسي ممكنة. قد يكون نهج FDR أكثر ملاءمة من نهج GRF ، لأنه من غير المحتمل أن يتصرف المشهد في طي النسيان لقيم t مثل حقل عشوائي غاوسي. هنا اخترنا عدم تطبيق أي تصحيح مقارنات متعددة على قيم t في طي النسيان على الإطلاق. سيؤدي تطبيق إجراء مقارنات متعددة إلى زيادة عدد وحدات البكسل الموجودة في طي النسيان. وبالتالي فإن الإجراء الحالي ، بدون أي تصحيح للمقارنات المتعددة ، ينتج عنه حد أدنى من وحدات البكسل الموجودة في طي النسيان.


ألق نظرة على المقالات الأخيرة

اكتسبت تطبيقات علم الأعصاب في علم الإجرام قيمة علمية وقانونية متزايدة بفضل الدراسات الحديثة في علم التشريح والنشاط الأيضي للدماغ. يتم الآن تطبيق الأساليب السريرية المعتادة للتحقيق في التمثيل الغذائي الدماغي على الدراسات العلمية لنشاط الدماغ ، بهدف التحديد الموضوعي للمناطق النشطة في الأشخاص ذوي السلوك المعادي للمجتمع أو السلوك الإجرامي. تسعى علوم الأعصاب الإجرامية الحديثة إلى تحديد العلاقة بين الدماغ والعقل ، والبحث عن أدلة على كيفية خروج العقل من ركائزه البيولوجية. تُستخدم أدوات مثل التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي أو التصوير المقطعي المحوسب بالرنين المغناطيسي حاليًا من أجل: التحقيق الأيضي لمناطق الدماغ المختلفة المشاركة في نشأة بعض السمات السلوكية ، وتحديد المناطق المشاركة في بناء الأكاذيب ، أو في أي حالة نفسية معينة.


مقارنة حكيمة مع Voxel (قياس التشكل المستند إلى Voxel أو VBM) عبر الموضوعات في دراسات الرنين المغناطيسي الوظيفي - علم النفس

نمط الضرر البنيوي الدقيق للضعف الإدراكي الوعائي: مقارنة بين مرض المويا مويا ومرض تصلب الشرايين الدماغية

Jia-Bin Su 1، Si-Da Xi 2، Shu-Yi Zhou 3، Xin Zhang 1، Shen-Hong Jiang 1، Bin Xu 1، Liang Chen 1، Yu Lei 1، Chao Gao MD 1 ، يو شيانغ غو 1
1 قسم جراحة المخ والأعصاب ، مستشفى هواشان ، جامعة فودان ، شنغهاي ، الصين
2 كلية الطب في شنغهاي ، جامعة فودان ، شنغهاي ، الصين
3 قسم الأشعة ، مستشفى هواشان ، جامعة فودان ، شنغهاي ، الصين

تاريخ التقديم26-مارس -2018
تاريخ القبول15-أغسطس -2018
تاريخ النشر على شبكة الإنترنت23 يناير 2019

عنوان المراسلة:
تشاو جاو
قسم جراحة المخ والأعصاب ، مستشفى هواشان ، جامعة فودان ، شنغهاي
الصين
يو لي
قسم جراحة المخ والأعصاب ، مستشفى هواشان ، جامعة فودان ، شنغهاي
الصين

مصدر الدعم: تم دعم هذه الدراسة من قبل المؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين ، رقم 81771237 (إلى YXG) البرنامج الوطني الأساسي للبحوث الأساسية في الصين (برنامج 973) ، رقم 2014CB541604 (إلى YXG) مشروع Shu Guang لتعليم بلدية شنغهاي لجنة ومؤسسة شنغهاي لتطوير التعليم ، الصين ، رقم 16SG02 (إلى LC) ، مشروع البحث العلمي لمستشفى Huashan التابع لجامعة فودان الصينية ، رقم 2016QD082 (حتى YL) ، تضارب المصالح: لا أحد

DOI: 10.4103/1673-5374.249234

مرض مويا مويا ومرض تصلب الشرايين الدماغية كلاهما من الأمراض الإقفارية المزمنة مع ظهور أعراض مماثلة للضعف الإدراكي الوعائي. كان الهدف من هذه الدراسة هو التحقيق في أنماط الأضرار الهيكلية المجهرية المرتبطة بضعف الإدراك الوعائي في هذين المرضين. جندت الدراسة 34 مريضًا يعانون من مرض المويا مويا (عمر 43.9 و # 177 9.2 عامًا ، 20 رجلاً و 14 امرأة ، و 27 مريضًا يعانون من مرض تصلب الشرايين الدماغي (العمر: 44.6 & # 177 7.6 عامًا ، 17 رجلاً و 10 نساء) ، و 31 شخصًا عاديًا (العمر) 43.6 & # 177 7.3 سنوات 18 رجلاً و 13 امرأة) من مستشفى هواشان بجامعة فودان في الصين. تم تقييم الوظيفة المعرفية باستخدام اختبار الحالة العقلية المصغر ، والتذكر المتأخر على المدى الطويل لاختبار التعلم اللفظي السمعي ، اختبار صنع المسار الجزء ب ، واختبار طرائق الرقم الرمزي.تم استخدام التصوير المقطعي المحوسب بانبعاث فوتون واحد لفحص التروية الدماغية.تم إجراء قياس التشكل المعتمد على Voxel والإحصاءات المكانية القائمة على المسالك لتحديد مناطق ضمور المادة الرمادية وتدهور المادة البيضاء في المرضى والضوابط العادية. أظهرت النتائج أن شدة الضعف الإدراكي كانت متشابهة بين المرضين في جميع المجالات المختبرة: مرضى المويا مويا ومرضى تصلب الشرايين الدماغية. ه عانى من ديناميكا الدم فوق المحصن المضطرب. كان ضمور المادة الرمادية في القشرة الحزامية الوسطى الثنائية وأجزاء من التلفيف الجبهي بارزًا في كلا المرضين ، ولكن بشكل عام ، كان أكثر حدة وأكثر انتشارًا في المصابين بمرض المويا مويا. كان تدهور المادة البيضاء مهمًا لكل من الأمراض في الجين والجسم من الجسم الثفني ، وفي إشعاع الإكليل الأمامي والمتفوق ، وفي إشعاع المهاد الخلفي ، ولكن في مرض المويا مويا ، كان أكثر انتشارًا وأكثر حدة. ارتبط ضعف الإدراك الوعائي بالضرر البنيوي الدقيق الإقليمي ، مع وجود صلة محتملة بين تلف المادة الرمادية والبيضاء. بشكل عام ، توفر هذه النتائج نظرة ثاقبة للطبيعة الفيزيولوجية المرضية للضعف الإدراكي الوعائي. تمت الموافقة على هذه الدراسة من قبل مجلس المراجعة المؤسسية في مستشفى هواشان ، الصين (رقم الموافقة 2014-278). تم تسجيل هذه الدراسة في ClinicalTrials.gov في 2 ديسمبر 2014 بالمعرف NCT02305407.

الكلمات الدالة: تجديد الأعصاب ضعف إدراكي وعائي مرض مويامويا مرض تصلب الشرايين الدماغي الوعائي مرض تصلب الشرايين بالرنين المغناطيسي التصوير بالرنين المغناطيسي انتشار موتر التصوير حجم المادة الرمادية الإحصائيات المكانية القائمة على المسار انبعاث فوتون واحد التصوير المقطعي المحوسب التجديد العصبي


كيف تستشهد بهذا المقال:
Su JB و Xi SD و Zhou SY و Zhang X و Jiang SH و Xu B و Chen L و Lei Y و Gao C و Gu YX. نمط الأضرار الهيكلية المجهرية للضعف الإدراكي الوعائي: مقارنة بين مرض مويا مويا ومرض تصلب الشرايين الدماغية. تجديد الخلايا العصبية 201914: 858-67

كيفية الاستشهاد بعنوان URL هذا:
Su JB و Xi SD و Zhou SY و Zhang X و Jiang SH و Xu B و Chen L و Lei Y و Gao C و Gu YX. نمط الأضرار الهيكلية المجهرية للضعف الإدراكي الوعائي: مقارنة بين مرض مويا مويا ومرض تصلب الشرايين الدماغية. ريجين ريجين [مسلسل على الإنترنت] 2019 [تم الاستشهاد به في 23 يونيو 2021] 14: 858-67. متاح من: http://www.nrronline.org/text.asp؟2019/14/5/858/249234

جيا بن سو ، سي دا شي.
ساهم هؤلاء المؤلفون بالتساوي في هذه الورقة.
رقم تصنيف المكتبة الصينية R445 R741

يمثل ضعف الإدراك الوعائي النطاق الكامل للإعاقات المعرفية المرتبطة بأمراض الأوعية الدموية ، بدءًا من ضعف الإدراك الخفيف إلى الخرف المتطور بالكامل (Gorelick et al. ، 2011 Zhao et al. ، 2012a). تعتبر أوجه القصور في الوظيفة التنفيذية / الانتباه من السمات المميزة للضعف الإدراكي الوعائي وقد ارتبطت بالنقص المزمن في تدفق الدم الأمامي (O & # 8217Brien et al. ، 2003 Hachinski et al. ، 2006). في دراساتنا السابقة ، قمنا بتمييز التغيرات العصبية والنفسية والديناميكية والهيكلية للضعف الإدراكي الوعائي في المرحلة المبكرة (Cao et al. ، 2010 Lei et al. ، 2016). ومع ذلك ، فإن التفاصيل المتعلقة بأضرار البنية المجهرية في ضعف الإدراك الوعائي لا تزال غير واضحة.

يعد مرض مويا مويا ومرض تصلب الشرايين الدماغي من الأمراض المزمنة المتصاعدة للانسداد الوعائي الدماغي والتي يتم الإبلاغ عنها بشكل شائع في مجال ضعف الإدراك الوعائي مع نقص تدفق الدم الدماغي لفترات طويلة (Weinberg et al.، 2011 Marshall et al.، 2014). في حالات كل من مرض المويا مويا لدى البالغين ومرض تصلب الشرايين الدماغية عند البالغين ، تم توثيق ضعف الإدراك الوعائي كنتيجة للضرر الإقفاري الناتج عن عوامل ديناميكية مثل نقص تدفق الدم الدماغي بدلاً من بنية الدماغ غير الطبيعية (Bos et al. ، 2012 Karzmark et al. . ، 2012). وهكذا ، فإن دراسات مرض المويا مويا ومرض تصلب الشرايين الدماغية يوفر لنا فرصة جيدة لفهم خصائص ضعف الإدراك الوعائي.

على الرغم من أن المرضين يشتركان في سمات ضعف إدراكي وعائي سريري متشابه ، إلا أن المسببات والتسبب في ضعف الإدراك الوعائي يختلفان على ما يبدو. يرتبط ضعف الإدراك الوعائي في مرض المويا مويا بعملية التهابية في الجهاز العصبي المركزي ويتميز بتطور الأوعية الجانبية التي تعوض عن التضييق الكبير في الأوعية الدموية القاعدية (سوريانو وآخرون ، 2002 كازوماتا وآخرون ، 2015) . على النقيض من ذلك ، يرتبط الضعف الإدراكي الوعائي في مرض تصلب الشرايين الدماغي الوعائي بكل من آفات البلاك المتصلب العصيدي وسمك الطبقة الداخلية الشريانية ، بغض النظر عن الخصائص الديموغرافية أو عوامل الخطر الوعائية الرئيسية (van Oijen et al.، 2007 Bos et al.، 2012 Wendell et. al.، 2012 Reis et al.، 2013). بالإضافة إلى ذلك ، بالمقارنة مع مرض تصلب الشرايين الدماغي الوعائي ، تم الإبلاغ عن أن تدفق الدم الدماغي في مرض المويا مويا محفوظ نسبيًا ومرتفع باستمرار في جميع المناطق فوق المخية (Obara et al. ، 1997 Schubert et al. ، 2014).

تم الإبلاغ عن أن الضمور البؤري للقشرة الدماغية ناتج عن اضطرابات الدورة الدموية الإقليمية المزمنة ويساهم في تطوير ضعف الإدراك الوعائي (Wendell et al. ، 2012 Lei et al. ، 2016). بالإضافة إلى ذلك ، فإن المادة البيضاء الدماغية معرضة بشكل كبير للإصابة بنقص التروية (Pantoni et al. ، 1996 Vermeer et al. ، 2003) ، والتنكس الواليري. Balucani and Silvestrini، 2011 Calviere et al.، 2012). على حد علمنا ، قامت بعض التقارير بتقييم هذين المرضين الرئيسيين اللذين يشتملان على ضعف الإدراك الوعائي ، لا سيما من حيث الأضرار الهيكلية الدقيقة لكل منهما. استنادًا إلى دراسة حديثة قارنت أنماط التروية في مرض المويا مويا ومرض تصلب الشرايين الدماغية (Schubert et al. ، 2014) ، نفترض أن الأنماط المكانية للضرر البنيوي المجهرية في هذين المرضين تشبه أنماط التروية. كان الهدف من هذه الدراسة هو التحقيق في نمط الأضرار الهيكلية الدقيقة في ضعف الإدراك الوعائي من خلال مقارنة هذين المرضين ، مما يساعدنا على فهم الفسيولوجيا المرضية للضعف الإدراكي الوعائي بشكل أفضل.

تم تسجيل 34 مريضًا بالغًا يعانون من مرض المويا مويا و 27 مريضًا يعانون من مرض تصلب الشرايين الدماغية على التوالي في قسم جراحة الأعصاب بين مايو وأغسطس 2013 ومطابقتهم مع الخصائص الديموغرافية. تم تشخيص المرضى بناءً على تصوير الأوعية بالطرح الرقمي ووفقًا للإرشادات المنشورة (لجنة البحث في علم الأمراض وعلاج الانسداد التلقائي لدائرة ويليس ومنحة أبحاث علوم العمل الصحية للبحث في تدابير الأمراض المعدية ، 2012). كان جميع المشاركين من الرعايا الصينيين الذين تتراوح أعمارهم بين 18 و 821160 عامًا ، باليد اليمنى ، دون أي دليل على احتشاء في القشرة الدماغية أو العقد القاعدية أو جذع الدماغ أو المخيخ أو أي نزيف داخل المخ. تم تضمين المشاركين الذين يعانون من الخراجات في بياضهم تحت القشرة المخية أو مع بقع صغيرة من إشارات مفرطة الشدة أصغر من القطع التعسفي البالغ 8 مم على صور T2 (Hachinski et al. ، 2006 Lei et al. ، 2016). تم استبعاد المرضى الذين يعانون من تضيق أو انسداد الشريان السباتي الداخلي خارج الجمجمة من مجموعة مرض تصلب الشرايين الدماغية ، وتم استبعاد المرضى الذين يعانون من تلف الأوعية الدموية من جانب واحد من كلا المجموعتين لإبقائهم أكثر قابلية للمقارنة. من خلال الإعلانات ، قمنا أيضًا بتوظيف 31 عنصر تحكم عادي مع ميزات ديموغرافية متطابقة من مجتمع شنغهاي في الصين. كان المشاركون في المجموعة الضابطة غير مصابين بأمراض دماغية وعائية ، كما هو محدد بواسطة تصوير الأوعية بالرنين المغناطيسي. تلقى جميع المرضى مضادًا قياسيًا للصفائح الدموية قبل التسجيل في الدراسة. تم استبعاد المشاركين إذا أظهروا اضطرابات عصبية أو نفسية كبيرة ، أو كانوا يعانون من أمراض جهازية شديدة ، أو تعرضوا لعوامل الخطر الوعائية غير المنضبطة التي يمكن أن تؤثر على الإدراك ، مثل ارتفاع ضغط الدم ، والسكري ، وخلل شحميات الدم ، وتعاطي المخدرات ، أو إدمان الكحول. تم تقييم نتائج مقياس المعاهد الوطنية للسكتة الدماغية (NIHSS) لجميع المرضى من قبل اثنين من جراحي الأعصاب المؤهلين.

التقييم العصبي النفسي

أجرى طبيب نفساني عصبي مؤهل أعمى عن تشخيص المريض للاختبارات العصبية النفسية. تم تقييم الحالة المعرفية العالمية من خلال فحص الحالة العقلية المصغرة (Chua et al. ، 2018). بالإضافة إلى ذلك ، تم استخدام نتائج الاستدعاء المتأخر على المدى الطويل من الاستدعاء المتأخر طويل المدى لاختبار التعلم اللفظي السمعي لتقييم الذاكرة العرضية (Zhao et al. ، 2012b). تم استخدام الجزء ب من اختبار صنع المسار واختبار طرائق أرقام الرموز لتقييم الانتباه / الوظيفة التنفيذية (Lu and Bigler، 2002 Wei et al.، 2018). تم شرح طرق التقييم المعرفي المحددة بالتفصيل في الدراسات السابقة (Lei et al.، 2014، 2016، 2017a، b).

التصوير بالرنين المغناطيسي (مري)

أجرى فني متمرس ، غير مدرك لغرض الدراسة & # 8217s ، فحوصات التصوير بالرنين المغناطيسي. تم إجراء جميع فحوصات التصوير بالرنين المغناطيسي على ماسح ضوئي 3.0 Tesla (GE Healthcare ، GE Asian Hub ، شنغهاي ، الصين) باستخدام ملف رأس أثناء العملية مكون من 32 قناة. تم الحصول على الصور الموزونة بالانتشار باستخدام تسلسل تصوير مستوٍ ذو طلقة واحدة تدور الصدى مع المعلمات التالية: 43 شريحة محورية متداخلة متداخلة وسمك شريحة # 61 1.5 مم ، وقت التكرار # 61 8600 مللي ثانية ، زاوية قلب & # 61 90 & # 176 ، مجال الرؤية & # 61270 & # 215270 مم 2 ، حجم المصفوفة & # 61128 & # 215128 ، عدد الإثارات # 61 1 ، 30 حجمًا موزونًا بالانتشار مع اتجاهات غير متداخلة (ب & # 61 1000 ق / مم 2) ، وخمسة أحجام موزونة غير موزعة (ب & # 61 0 ثانية / مم 2). كان إجمالي وقت الاستحواذ حوالي 15 دقيقة.

أنماط ضمور المادة الرمادية

لاستكشاف الاختلافات في ضمور المادة الرمادية بين المجموعات الثلاث ، تم إجراء قياس التشكل المعتمد على فوكسل (VBM) على جميع الصور الهيكلية باستخدام مجموعة أدوات VBM8 (http://dbm.neuro.uni-jena.de) لرسم الخرائط الإحصائية البارامترية (SPM8 ، http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/) في بيئة MATLAB (The MathWorks Inc. ، ناتيك ، ماساتشوستس ، الولايات المتحدة). تضمنت خطوات المعالجة المسبقة ما يلي: (1) تطبيع الصور التشريحية باستخدام خوارزمية تسجيل متباينة غير خطية عالية الأبعاد بواسطة DARTEL إلى قالب معهد مونتريال للأعصاب (MNI) بدقة 1.5 مم مكعب (2) تقسيم الصور المقيسة مكانيًا إلى مادة رمادية ، مادة بيضاء ، والسائل النخاعي (3) تنعيم الصور باستخدام نواة غاوسي 8 مم (4) لحساب حجم المادة الرمادية للدماغ بالكامل لكل مجموعة.

أنماط تدهور المادة البيضاء

تم فحص بيانات التصوير بالانتشار الموتر (DTI) بحثًا عن القطع الأثرية وتسرب الإشارة قبل المعالجة المسبقة باستخدام عرض مكتبة برامج FMRIB. تم تصحيح بيانات DTI عالية الجودة وفقًا للمعايير التالية. تم استخدام الإصدار 5.0 من مكتبة برامج FMRIB (http://www.fmrib.ox.ac.uk/fsl) للمعالجة المسبقة. أولاً ، تم تصحيح البيانات الأصلية لكل مشارك & # 8217s لتشوهات التيار الدوامي وحركات الرأس باستخدام الأمر إيدي الصحيح في FMRIB & # 8217s Diffusion Toolbox. تم إجراء التصحيح عن طريق تسجيل الأحجام الفردية لصور b0. بعد ذلك ، تمت إزالة الجمجمة من صورة b0 باستخدام أداة استخراج الدماغ (http://fsl.fmrib.ox.ac.uk/fsl/fslwiki/BET) (Smith ، 2002) وتم تطبيق قناع الدماغ المقابل على الصور المرجحة بالانتشار المصححة بالدوامة. تم حساب التباين الجزئي (FA) والانتشار المتوسط ​​(MD) لكل فوكسل باستخدام الأمر & # 8216dtifit & # 8217 في FMRIB & # 8217s Diffusion Toolbox.

تم تطبيق الإحصائيات المكانية المستندة إلى المسالك على قيم FA و MD باستخدام FMRIB & # 8217s Diffusion Toolbox للتحقيق في سلامة المادة البيضاء وخصائص الانتشار. تم تسجيل صور FA الفردية بشكل غير خطي في قالب FMRIB58 في مساحة MNI ثم تم حساب متوسطها على جميع الأفراد لإنشاء صورة FA متوسطة. بعد ذلك ، تم إنشاء هيكل عظمي FA خاص بالدراسة من خريطة FA المتوسطة التي تم إنشاؤها ، والتي تمثل جوهر مساحات المادة البيضاء لجميع المشاركين. تم تحديد قيم FA عند 0.2 لتجنب تضمين أي مادة رمادية. تم عرض كل موضوع & # 8217s صور FA و MD على هذا الهيكل العظمي. تم فحص الاختلاف بين المجموعات باستخدام مكتبة برامج FMRIB وأداة التقليب # 8217s (1000 تبديل) مع تضمين الجنس والعمر كمتغيرات مشتركة ، ومستوى أهمية الكتلة من ص & # 60 0.05 ، مصححة بتحسين الكتلة الخالية من العتبة.

تقييم حالة الدورة الدموية

تم استخدام التصوير المقطعي المحوسب بانبعاثات الفوتون المنفرد / التصوير المقطعي المحوسب (سيمنز ، سيمبيا T16 ، إرلانجن ، ألمانيا) لتقييم قيم التروية في كل منطقة من مناطق الدماغ. استرخى المرضى في الوضع المائل ، وأغلقوا أعينهم في غرفة مظلمة وهادئة لمدة 30 دقيقة ، وتم الحصول على التصوير المقطعي / التصوير المقطعي المحوسب بإصدار فوتون واحد بعد حقن في الوريد 1480 ميغا بايت من 99 م Tc-ethyl cysteinate dimer (Neurolite ، Bristol -مايرز سكويب فارما). تم جمع البيانات في مصفوفة 128 & # 215128 من خلال دوران 360 & # 176 عند خطوات 2.8 & # 176 لعدد 80000 لكل مشاهدة. تم استخدام الإسقاط الخلفي المرشح باستخدام تجسيد توقع مجموعة فرعية مرتب لإعادة بناء الصور. تم إنجاز القياس الكمي لدراسة التصوير المقطعي / التصوير المقطعي المحوسب بإصدار فوتون واحد من ach باستخدام حزمة برامج NeuroGam (شركة Segami). يطبق هذا البرنامج التسجيل التشريحي AFNI من خلال كتل من البيانات المحددة في مساحة Talairach. كان وقت الاستحواذ للتصوير المقطعي / التصوير المقطعي المحوسب بإصدار فوتون واحد 30 دقيقة.

تم تقييم نسب امتصاص التتبع النوعي بشكل ثنائي لمنطقة الاهتمامات في أربع شرائح عرضية متتالية مع أعلى نشاط إشعاعي ، وتم حساب المتوسط ​​الحسابي لهذه الشرائح الأربع. خدم المخيخ كمناطق مرجعية وتم رسمها بنفس الطريقة على شريحتين عرضيتين متتاليتين. تم حساب نسبة امتصاص التتبع المحددة كهدف مقسومًا على المخيخ ، حيث يمثل الهدف الفص الجبهي الثنائي أو الفص الجداري أو الفص القذالي أو المهاد.

تم إجراء التحليل الإحصائي وإدارة قواعد البيانات باستخدام برنامج SPSS 17.0 (SPSS Inc. ، شيكاغو ، إلينوي ، الولايات المتحدة الأمريكية). تم اختبار الفروق بين المجموعات عبر تحليل التباين أحادي الاتجاه ، والاختبار الدقيق لـ Fisher & # 8217s ، واختبار رتبة Kruskal-Wallis ، بينما آخر مخصص تم استخدام الاختبارات مع تصحيح Bonferroni لإجراء مزيد من المقارنات. تم تعيين أهمية في ص < 0.05.

تم إجراء مقارنة Voxel-wise على أحجام المادة الرمادية باستخدام SPM8. تم تقييم النتائج في ص & # 60 0.05 / 3 (تصحيح FDR) لمقارنات متعددة. تم تحليل خرائط الهيكل العظمي FA و MD عبر مقارنة المجموعة. تم إجراء إحصائيات Voxel-wise عبر المشاركين باستخدام Randomise ، أداة مكتبة برامج FMRIB للتبديل اللامعلمي. تم إنشاء توزيع فارغ لكل تباين بناءً على 5000 تبديل عشوائي. تعزيز مجموعة خالية من العتبات مع تصحيح ص & # 60 0.05 / 3 في المقارنة (Hua et al. ، 2008). لأغراض التصور ، تم توسيع المسالك باستخدام الأمر & # 8220tbss-fill & # 8221 من مكتبة برامج FMRIB. تم تحديد المناطق في مناطق المادة البيضاء الرئيسية التي أظهرت تغيرات كبيرة في FA و MD لاحقًا باستخدام أطلس المادة البيضاء بجامعة جون هوبكنز في مساحة MNI (Wakana et al. ، 2007 Avelar et al. ، 2015).

السمات الديموغرافية والنفسية العصبية وديناميكية الدورة الدموية للمرضى الذين يعانون من مرض المويا مويا أو مرض تصلب الشرايين الدماغية ولعلاج الضوابط العادية

تم العثور على اختلافات كبيرة في المجموعة لفحص الحالة العقلية المصغرة (F = 14.738 ص & # 61 0.006) ، استدعاء متأخر طويل المدى لاختبار التعلم اللفظي السمعي (F = 9.96 ص & # 60 0.001) ، اختبار طرائق أرقام الرموز (F = 16.447 ص & # 60 0.001) ، وتريل إجراء اختبار الجزء ب عشرات (F = 24.138 ص & # 60 0.001). أشار تحليل إضافي إلى أن أداء المرضى الذين يعانون من مرض المويا مويا كان أسوأ بكثير من الضوابط العادية في فحص الحالة العقلية المصغرة (ض = 3.375, ص & # 60 0.001) ، استدعاء متأخر طويل المدى لاختبار التعلم اللفظي السمعي (ص & # 60 0.001) ، اختبار طرائق أرقام الرموز (ض = 4.555, ص & # 60 0.001) ، وتريل إجراء الاختبار الجزء ب (ض = 3.953, ص & # 60 0.001). وبالمثل ، كان أداء المرضى الذين يعانون من مرض تصلب الشرايين الدماغي أسوأ بكثير من الضوابط العادية في فحص الحالة العقلية المصغرة (ض = 3.307, ص & # 60 0.001) ، استدعاء متأخر طويل المدى لاختبار التعلم اللفظي السمعي (ص & # 61 0.015) ، اختبار طرائق أرقام الرموز (ض = 3.613, ص & # 60 0.001) ، وتريل إجراء الاختبار الجزء ب (ض = 2.801, ص & # 61 0.005). ومع ذلك ، لم يتم العثور على فروق ذات دلالة إحصائية بين مجموعتي المرضى في أي من هذه الاختبارات العصبية والنفسية.

أنماط ضمور المادة الرمادية بين مرضى المويامويا ، ومرضى تصلب الشرايين الدماغية ، والضوابط العادية

أنماط تدهور المادة البيضاء بين مرضى المويامويا ، ومرضى تصلب الشرايين الدماغي ، والضوابط العادية

كان ضرر المادة البيضاء أكثر انتشارًا وشدة في مجموعة مرض المويا مويا منه في مجموعة مرض تصلب الشرايين الدماغية. على وجه الخصوص ، كان FA أقل بشكل ملحوظ في مجموعة مرض المويا مويا في أجزاء من الاكليل المشع الأمامي والمتفوق وفي الحزمة الطولية العليا. علاوة على ذلك ، تم العثور على MD أعلى بشكل أساسي في جزء من إشعاع الإكليل الأمامي ، والإشعاع المهاد الخلفي ، والحزمة الطولية المتفوقة. في المقابل ، لم تظهر مجموعة مرض تصلب الشرايين الدماغية أي انخفاض ملحوظ في FA أو أي MD أعلى بكثير من مجموعة مرض المويا مويا [الجدول 4] و [الجدول 5].

حتى الآن ، مع تزايد التقارير عن ضعف الإدراك لدى المرضى الذين يعانون من أمراض الأوعية الدموية الدماغية المزمنة ، أصبحت تشخيصات وعلاجات ضعف الإدراك الوعائي مصدر قلق أكبر (Gorelick et al.، 2011 Kazumata et al.، 2015 Meng et al.، 2017 He وآخرون ، 2018 وينشتاين ، 2018). ومع ذلك ، فإن معظم الدراسات المنشورة عن ضعف الإدراك الوعائي تستند إلى مرض واحد فقط ، مما يجعل من الصعب تمييز سمات ضعف الإدراك الوعائي الشائعة من الفسيولوجيا المرضية للمرض الفردي. في هذه الدراسة ، أجرينا تحليلًا مقطعيًا للتصوير العصبي لاثنين من أمراض الأوعية الدموية الدماغية المزمنة التي يتم الإبلاغ عنها بشكل شائع في مجال ضعف الإدراك الوعائي. أشارت النتائج إلى أن (1) مرض المويا مويا ومرض تصلب الشرايين الدماغي أظهر ضعفًا في التروية الدماغية ، مع نقص تدفق الدم في مجموعة مرض المويا مويا (2) وأظهرت مجموعات مرض المويا مويا وأمراض تصلب الشرايين الدماغية ضمورًا كبيرًا للمادة الرمادية في القشرة الحزامية الوسطى الثنائية وأجزاء من التلفيف الجبهي ، لكن الضمور في مجموعة مرض المويا مويا كان أكثر انتشارًا وشدة (3) أظهرت مجموعات مرض المويا مويا وأمراض تصلب الشرايين الدماغية تدهورًا ملحوظًا في المادة البيضاء في الجين والجسم من الجسم الثفني ، وإشعاعات الهالة الأمامية والمتفوقة ، والحزمة ، والإشعاع المهاد الخلفي. كان تدهور المادة البيضاء في مجموعة مرض المويا مويا أكثر انتشارًا وشدة من ذلك في مجموعة مرض تصلب الشرايين الدماغية.

أفادت الدراسات السابقة بأن الأضرار الهيكلية والوظيفية التي لحقت بالقشرة الأمامية بسبب الاضطرابات الديناميكية الدموية هي سبب رئيسي لضعف الإدراك الوعائي (Calviere et al. ، 2012 Lei et al.، 2014 Chen et al.، 2016 Fang et al.، 2016) . بالإضافة إلى ذلك ، تم الإبلاغ عن أن القشرة الحزامية الوسطى هي المحور الرئيسي لشبكة التحكم في الاندفاع. يتصل بالمناطق الأمامية المتعلقة باتخاذ القرار ويؤثر على ضعف الإدراك الوعائي (Shackman et al. ، 2011). في هذه الدراسة ، كان ضمور المادة الرمادية مهمًا في القشرة الحزامية الوسطى الثنائية وأجزاء من التلفيف الجبهي في كل من مرض مويا مويا ومرض تصلب الشرايين الدماغية ، مما يعني أن ضعف الإدراك الوعائي قد ينتج عن ضمور المادة الرمادية الإقليمي.

بينما تتكون المادة الرمادية من أجسام الخلايا العصبية ، تتكون المادة البيضاء من المحاور النخاعية التي تربط الخلايا العصبية ببعضها البعض. في هذه الدراسة ، تم تحديد شذوذ في المادة البيضاء في الجين والجسم من الجسم الثفني ، وإشعاعات الهالة الأمامية والمتفوقة ، والإشعاع المهاد الخلفي في كل من مرض المويا مويا ومرض تصلب الشرايين الدماغية ، مما يشير إلى أن هذا النمط من الضرر الذي يلحق بمسالك المادة البيضاء. قد يكون من سمات ضعف الإدراك الوعائي. الجسم الثفني هو أكبر مسار للمادة البيضاء في الدماغ ويلعب دورًا حيويًا في الوظيفة التنفيذية ، مثل سرعة المعالجة وقدرات حل المشكلات (van Eimeren et al. ، 2008 Penke et al. ، 2010). بالإضافة إلى ذلك ، يحتوي كل من إشعاع الهالة والإشعاع المهاد الخلفي على ألياف تنقل المعلومات بين المهاد والقشرة الدماغية. قد يكون نمطهم الشائع من تلف المسالك البيضاء ناتجًا عن اضطراب ديناميكي شائع (Schubert et al. ، 2014).

في هذه الدراسة ، قدمت مجموعة مرض المويا مويا نمطًا واسع النطاق من الأضرار التي لحقت بالمادة الرمادية والبيضاء ، في حين قدمت مجموعة مرض تصلب الشرايين الدماغي نمطًا أكثر مركزيًا ووسيطًا للضرر. وهذا يعني وجود صلة محتملة بين المادة الرمادية وتلف المادة البيضاء. هنالك تفسيران ممكنان. أولاً ، أجسام الخلايا العصبية والمحاور هي أجزاء من نفس الخلية ، وتظهر الدراسات الفسيولوجية والتشريحية أنها غالبًا ما تتعطل معًا في ظل ظروف مرضية. على سبيل المثال ، عندما تتدهور مسارات المادة البيضاء بعد إزالة الميالين ، فإن توصيل الإشارة على طول العصب يكون ضعيفًا ، مما يؤدي إلى ذبول العصب والضمور الجسدي. Kazumata et al. (2015) أشار أيضًا إلى وجود صلة إيجابية بين المادة الرمادية والبيضاء التالفة بؤريًا في دراسة أخرى للـ MDD. وبالتالي ، تؤدي أوجه القصور الديناميكي الدموي المزمن والالتهابات وعوامل أخرى إلى أضرار جانبية وهياكل دقيقة فريدة في MDD ومرض تصلب الشرايين الدماغية (Masuda et al. ، 1993 Vermeer et al. ، 2003 Bos et al. ، 2012 Blecharz et al. ، 2017) . علاوة على ذلك ، Schubert et al. (2014) لاحظ أيضًا أنماطًا خاصة بالمنطقة من تدفق الدم الدماغي في دراسة سابقة قارنت بين المرضين. وهكذا ، توقعنا أن ضعف الإدراك الوعائي هو اختلاط غير متجانس ونتيجة لكل من حل وسط الدورة الدموية وعوامل تخريبية أخرى.

بالإضافة إلى وصف الضعف الإدراكي لمرض المويا مويا ومرض تصلب الشرايين الدماغية ، تهتم هذه الدراسة بشكل خاص بوضع منهجية للكشف عن تطور المرض ومراقبته في الدراسات المستقبلية لهذه المجموعة من المرضى. علاوة على ذلك ، يمكن استخدام البيانات المقدمة في هذه الدراسة كحجر زاوية جيد لرصد فعالية إعادة التوعي الجراحي (Amin-Hanjani and Charbel، 2006).

ينبغي النظر في بعض القيود المفروضة على هذه الدراسة. في المقام الأول ، استبعدت الدراسة الحالية المرضى الذين يعانون من تشوهات هيكلية واضحة أو ضعف إدراكي وعائي في مرحلة مبكرة (Reis et al. ، 2013 Kazumata et al. ، 2015). علاوة على ذلك ، فإن حجم العينة الصغير يحد من القوة الإحصائية. أخيرًا ، يمكن للإحصاءات المكانية القائمة على المسالك وتحليل VBM فقط إجراء مقارنات جماعية ، ولكن لا يمكن إجراء تحليل فردي. بالإضافة إلى ذلك ، من الصعب تقنيًا موازنة أخطاء النوع الأول والنوع الثاني من حيث الأساليب التصحيحية المستخدمة في تحليل VBM. [44]

مجتمعة ، توفر هذه الدراسة معلومات قيمة حول الأنماط المكانية للضرر البنيوي المجهرية في ضعف الإدراك الوعائي من خلال مقارنة مرضين مزمنين في الأوعية الدموية الدماغية. هناك حاجة لدراسات مستقبلية لاستكشاف العلاقة بين الضرر البنيوي الدقيق والأداء المعرفي لدى مرضى ضعف الإدراك الوعائي.

شكر وتقدير: نشكر الأستاذ فادي شربل من جامعة إلينوي بالولايات المتحدة الأمريكية لمراجعته للمقال ، والدكتور بينغ هي من جامعة فودان بالصين لمساعدته في التحليل الإحصائي..

الكاتب الاشتراكات: تصميم الدراسة ومفهومها: تنفيذ المسح الضوئي YL و CG و YXG وتحليل البيانات: كتابة ورق SYZ و XZ و SHJ و BX و LC: JBS و SDX. وافق جميع المؤلفين على النسخة النهائية من الورقة.

تضارب المصالح: لا يوجد أي تضارب في المصالح.

الدعم المالي: تم دعم هذه الدراسة من قبل المؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين ، رقم 81771237 (إلى YXG) البرنامج الوطني الأساسي للبحوث الأساسية في الصين (برنامج 973) ، رقم 2014CB541604 (إلى YXG) مشروع & # 8220Shu Guang & # 8221 في شنغهاي لجنة التعليم البلدية ومؤسسة شنغهاي لتطوير التعليم ، الصين ، رقم 16SG02 (إلى LC) مشروع البحث العلمي لمستشفى هواشان بجامعة فودان ، الصين ، رقم 2016QD082 (حتى YL). كان مفهوم التجارب وتصميمها وتنفيذها وتحليلها ، فضلاً عن إعداد هذه المخطوطة وقرار نشرها ، مستقلاً عن أي مؤسسة ممولة..

بيان مجلس المراجعة المؤسسية: تمت الموافقة على الدراسة من قبل مجلس المراجعة المؤسسية في مستشفى هواشان بالصين (رقم الموافقة 2014-278). كانت جميع الإجراءات التي تم إجراؤها في الدراسات التي شملت مشاركين بشريين متوافقة مع المعايير الأخلاقية للجنة البحث المؤسسية و / أو الوطنية ومع إعلان هلسنكي لعام 1964 وتعديلاته اللاحقة أو المعايير الأخلاقية المماثلة.

إعلان موافقة المشارك: يشهد المؤلفون أنهم حصلوا على نماذج موافقة من المشاركين أو الأوصياء القانونيين عليهم. في الاستمارات ، أعطى المشاركون أو الأوصياء القانونيون الموافقة على صور المشاركين والمعلومات السريرية الأخرى التي سيتم الإبلاغ عنها في المجلة. يفهم المشاركون أو الأوصياء القانونيون عليهم أنه لن يتم نشر أسماء المشاركين & # 8217 وأحرفهم الأولى وسيتم بذل الجهود اللازمة لإخفاء هويتهم.

بيان الإبلاغ: اتبعت هذه الدراسة تعزيز الإبلاغ عن دراسات المراقبة في علم الأوبئة (STROBE).

بيان الإحصاء الحيوي: تمت مراجعة الأساليب الإحصائية لهذه الدراسة من قبل الإحصائي الحيوي في مستشفى هواشان بجامعة فودان في الصين.

اتفاقية ترخيص حقوق النشر: تم التوقيع على اتفاقية ترخيص حقوق النشر من قبل جميع المؤلفين قبل النشر.

بيان مشاركة البيانات: ستتم مشاركة بيانات المشاركين الفرديين التي تكمن وراء النتائج الواردة في هذه المقالة بعد تحديد الهوية (النص والجداول والأشكال والملاحق). سيتم إصدار بروتوكول الدراسة ونموذج الموافقة المستنيرة وتقرير الدراسة السريرية في غضون 6 أشهر بعد الانتهاء من التجربة. ستكون بيانات التجربة مجهولة المصدر متاحة إلى أجل غير مسمى على www.figshare.com.

فحص الانتحال: فحصه مرتين بواسطة iThenticate.

استعراض النظراء: استعراض الأقران خارجيا.

فتح المراجع النظير: رودولفو جابرييل جاتو ، جامعة إلينوي في شيكاغو ، الولايات المتحدة الأمريكية.

ملف إضافي 1: الموافقة على المراجعة الأخلاقية (الصينية)[ملف إضافي 1].

ملف إضافي 2: قائمة مراجعة STROBE[ملف إضافي 2].

ملف إضافي 3: تقرير مراجعة النظراء المفتوح 1[ملف إضافي 3].

التمويل: تم دعم هذه الدراسة من قبل المؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين ، رقم 81771237 (إلى YXG) البرنامج الوطني الأساسي للبحوث الأساسية في الصين (برنامج 973) ، رقم 2014CB541604 (إلى YXG) مشروع & # 8220Shu Guang & # 8221 في شنغهاي لجنة التعليم البلدية ومؤسسة شنغهاي لتطوير التعليم ، الصين ، رقم 16SG02 (إلى LC) مشروع البحث العلمي لمستشفى هواشان بجامعة فودان الصينية ، رقم 2016QD082 (إلى YL).

P- المراجع: Gatto RG C- المحرر: Zhao M S-Editors: Yu J، Li CH L-Editors: Qiu Y، Song LP T-Editor: Liu XL


شاهد الفيديو: عندي 35 أو 40 سنة. ينفع ألاقي شغل في مجال علم وتحليل البيانات (قد 2022).