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ApoE-ε4等位基因对遗忘型轻度认知障碍患者认知功能及静息态功能MRI影响的前瞻性队列研究

中华放射学杂志 2020年第1期54卷 10-16页

作者：王晓妮孙宇陈观群盛灿李轩宇李瑜霞杜文莹王小琪夏明睿韩璎首都医科大学宣武医院神经内科北京100053 北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室&IDG/麦戈文脑科学研究院 100875 首都医科大学宣武医院神经内科北京脑重大疾病研究院阿尔茨海默病研究所国家老年疾病临床医学研究中心国家老年疾病临床医学研究中心(宣武医院)-中国AD临床前期联盟 100053

目的采取前瞻性队列研究探讨ApoE-ε4等位基因对遗忘型轻度认知障碍(aMCI)患者认知功能和静息态功能MRI(rs-fMRI)的影响。方法2009年9月至2015年11月对16例携带ApoE-ε4基因的aMCI患者(aMCI-ε4组)和24例非携带ApoE-ε4基因的aMCI患者(a... 详细信息

目的采取前瞻性队列研究探讨ApoE-ε4等位基因对遗忘型轻度认知障碍(aMCI)患者认知功能和静息态功能MRI(rs-fMRI)的影响。方法2009年9月至2015年11月对16例携带ApoE-ε4基因的aMCI患者(aMCI-ε4组)和24例非携带ApoE-ε4基因的aMCI患者(aMCI-nonε4组)进行前瞻性研究。两组受试在基线期和随访期完成成套的神经心理测评和rs-fMRI影像数据采集。进一步对rs-fMRI数据采用基于种子点功能连接分析方法,以左侧内侧前额叶(mPFC)和后扣带回(PCC)为种子点,计算两组患者基线期和随访期种子点的全脑功能连接。对有差异的脑区进行两因素(随访时间和ApoE-ε4等位基因)重复测量方差分析。两组人群的痴呆转化率比较采用卡方检验,对功能连接和临床资料等计量资料进行正态分布分析,服从正态分布,采用双样本t检验,不服从正态分布,采用Mann-Whitney秩和检验。最后采用一般线性模型对有组间差异脑区的功能连接值变化与神经心理测评结果变化进行相关性分析,及与ApoE基因的交互效应。结果(1)基线期和随访期aMCI-ε4组记忆功能均显著低于aMCI-nonε4组,aMCI-ε4组随访期内转化率(14/16)高于aMCI-nonε4组(13/24,χ2=4.862,P=0.027);(2)两组人群基线期功能连接无显著差异,随访期aMCI-ε4组左侧后扣带回和左侧角回之间的功能连接(0.23±0.11)显著高于aMCI-nonε4组(-0.03±0.13,t=4.800,簇大小1944 mm3,P=0.004),左侧内侧前额叶和左侧角回之间的功能连接(0.33±0.21)显著高于aMCI-nonε4组(-0.08±0.18,t=5.040,簇大小1836 mm3,P=0.006);重复测量方差提示随访时间与ApoE-ε4等位基因的交互作用对左侧PCC(F=10.833,P=0.002)和左侧mPFC(F=7.280,P=0.010)与角回功能连接的影响有统计学意义;(3)aMCI-ε4组左侧内侧前额叶皮层与左侧角回间功能连接的变化与即刻回忆评分变化显著正相关(r=0.692,P=0.018),aMCI-nonε4组中未发现显著相关性(r=-0.198,P=0.417),交互效应显著(F=8.632,P=0.006)。结论ApoE-ε4基因加速了aMCI患者的认知功能下降,风险基因携带者较非携带者在AD病程晚期出现左侧角回和默认网络核心脑区之间功能连接的代偿性保留,提示功能连接破坏可能是ApoE-ε4促进AD病程进展的机制之一。

关键词：阿尔茨海默病认知障碍载脂蛋白E3 磁共振成像神经网络(计算机)

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阿尔茨海默病患者脑血氧信号复杂度的多尺度熵分析

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医学研究生学报 2016年第12期29卷 1244-1248页

作者：于海阔李轩宇刘祥玉孙宇牛海晶韩璎首都医科大学宣武医院康复医学科北京医学硕士100053 首都医科大学宣武医院神经内科北京100053 吉林油田总医院神经内科松原138000 北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室&IDG/麦戈文脑科学研究院北京100875

目的目前对于阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)患者脑内血氧信号的非线性特性研究较少。文中旨在探讨通过多尺度熵(multiscale entropy,MSE)方法表述AD患者脑内动态血氧信号的复杂度特征,并评估其对于阐释AD病理生理机制的作... 详细信息

目的目前对于阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)患者脑内血氧信号的非线性特性研究较少。文中旨在探讨通过多尺度熵(multiscale entropy,MSE)方法表述AD患者脑内动态血氧信号的复杂度特征,并评估其对于阐释AD病理生理机制的作用。方法收集2010年12月至2015年9月于首都医科大学宣武医院神经内科记忆门诊就诊的AD患者24例,为AD组;招募来自社区的性别、年龄及受教育程度与AD组相匹配的健康老年人31名为健康对照组。采集31名健康对照者以及24例AD患者的静息态功能性近红外成像数据,分析比较各组血氧信号的MSE特征,并分析其与认知功能的关系。结果 AD组的MSE全脑均值小于健康对照组[(6.23±0.32)vs(7.13±0.41)]。在各个功能网络内,AD患者MSE值较健康对照组在默认网络(6.069 vs 7.222),额顶网络(6.038 vs 6.972),腹侧注意网络(6.238 vs 7.325)、背侧注意网络(6.143 vs 7.035)及视觉网络(5.981 vs 6.919)中均显著降低(P<0.05)。MSE值与整体认知功能在腹侧注意网络中存在边缘显著的正相关(r=0.410,P=0.065)。结论基于MSE的分析方法有潜力成为表述及阐释AD患者异常皮层血氧信号复杂度的新手段。

关键词：功能性近红外成像阿尔茨海默病多尺度熵

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外源性注意的重映射导致知觉学习的相对位置特异性

外源性注意的重映射导致知觉学习的相对位置特异性

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2017曲阜视觉会议(VSC2017)

作者：张恩吕姣姣李武北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室IDG/麦戈文脑科学研究院北京市新街口外大街19 号中国100875

目的：大脑基于映射到视网膜上的像来获取视觉信息，因此视觉系统首先是以视网膜为参考坐标表征视觉信息。然而，目标刺激通常与其他刺激和观察者之间存在复杂且动态的时空关系，因而基于视网膜坐标以外(也即非视网膜坐标)的视觉表征对...

目的：大脑基于映射到视网膜上的像来获取视觉信息，因此视觉系统首先是以视网膜为参考坐标表征视觉信息。然而，目标刺激通常与其他刺激和观察者之间存在复杂且动态的时空关系，因而基于视网膜坐标以外(也即非视网膜坐标)的视觉表征对于个体的感知和运动控制也起到重要作用。

关键词：

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认知负荷超载场景下人机协同与信任的有效性评测模式——以飞行员应急条件下的认知场景为例

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学术探索 2023年第10期 84-94页

作者：喻国明杨雅修利超程思琪郭婧一刘彧晗苏健威北京师范大学新闻传播学院北京师范大学认知神经传播学实验室北京100875 暨南大学新闻与传播学院广东广州510632 北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室、IDG/麦戈文脑科学研究院北京100875

本项研究基于飞行员应急条件下认知状态,研究人机协同决策方法和干预训练策略。研究基于“应急条件监测和定级—飞行员认知脑荷状态实时评估—人机协同决策模式定级—控制风险、优化决策、保证任务完成”的思路,提出更具动态性、针对性... 详细信息

本项研究基于飞行员应急条件下认知状态,研究人机协同决策方法和干预训练策略。研究基于“应急条件监测和定级—飞行员认知脑荷状态实时评估—人机协同决策模式定级—控制风险、优化决策、保证任务完成”的思路,提出更具动态性、针对性、适应复杂非线性应急场景的人机协同决策方案。具体来说:其一,应急条件监测和定级,以及飞行员认知脑荷状态的实时评估。飞行员遭遇何种应急场景,对应场景中的认知状态和心理行为特征。通过构建应急场景、认知状态、心理行为的系统模型,提供有针对性的解决方案。其二,人机协同决策模式定级,如何实施飞行员认知与决策的干预和培训,如何提升应急反应能力,人机交互界面需要提供何种支持,以此确定应急场景支持系统基本的功能和可供性的范围,基于人机交互设计原则与降低认知复杂度原则对应急场景支持系统进行设计,并设计出针对性的飞行员面对应急状态的训练方案。其三,控制风险、优化决策、保证任务完成。锁定应急场景支持系统和训练方案中关键性指标,进行针对性的脑电和眼动等实验研究,为策略模型和系统做出实证支持。最后,本项研究将提出关于飞行员训练方案、认知状态评估、应急场景和决策评估等关键指标的测量和训练系统。

关键词：应急场景人机协同与信任认知脑荷决策模式风险控制

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主观认知下降人群白质连接拓扑结构的改变

主观认知下降人群白质连接拓扑结构的改变

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2016中国微循环学会神经变性病专业委员会第四届学术年会暨首届北京国际神经变性病学术大会

作者：王晓妮毕秋辉赵腾达舒妮韩璎首都医科大学宣武医院神经内科北京师范大学IDG/麦戈文脑科学研究院-认知神经科学与学习国家重点实验室

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Muller-Lyer错觉个体差异的脑形态学和功能连接基础

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心理学进展 2018年第2期8卷 163-173页

作者：朱一鸣陈心语郝磊毕泰勇邱江西南大学含弘学院重庆北京师范大学IDG/麦哲文脑科学研究院认知神经科学与学习国家重点实验室北京西南大学心理学部认知与人格教育部重点实验室重庆

Muller-Lyer错觉是一种著名的大小错觉,已有一些行为和神经科学的研究显示Muller-Lyer错觉在个体之间存在差异,但是这些个体差异的脑基础还不清楚。本研究从脑形态学特征和静息态出发探究和Muller-Lyer错觉个体差异相关的神经机制。结... 详细信息

Muller-Lyer错觉是一种著名的大小错觉,已有一些行为和神经科学的研究显示Muller-Lyer错觉在个体之间存在差异,但是这些个体差异的脑基础还不清楚。本研究从脑形态学特征和静息态出发探究和Muller-Lyer错觉个体差异相关的神经机制。结果发现,Muller-Lyer错觉效应与枕下回及上顶叶的灰质体积有显著的负相关;Muller-Lyer错觉效应和上顶叶与枕下回之间的功能连接有显著的正相关;错觉图形距视野中心的距离越远,则错觉效应量越大。这些结果表明,Muller-Lyer错觉的个体差异与视觉表征和注意相关的皮层的结构和功能有关,提示视空间注意的分辨能力和皮层表征的精细程度是产生错觉的基础。

关键词： Muller-Lyer错觉磁共振成像灰质体积功能连接

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基于支持向量机的遗忘型轻度认知障碍个体识别研究

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医学研究生学报 2014年第8期27卷 814-819页

作者：张忠敏崔再续郭艳芹李坤成贾建平韩璎首都医科大学宣武医院神经内科北京医学硕士研究生100053 牡丹江医学院红旗医院北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室&IDG/麦戈文脑科学研究院北京100875 牡丹江医学院红旗医院神经内科牡丹江157011 首都医科大学宣武医院放射科北京100053

目的近年来多元模式分析(multivariate pattern analysis,MVPA)方法的出现被认为是可以对各种神经精神疾病进行自动化识别的很有前途的工具,支持向量机(support vector machine,SVM)则是一种最广泛使用的MVPA方法。文中采用SVM分类器对... 详细信息

目的近年来多元模式分析(multivariate pattern analysis,MVPA)方法的出现被认为是可以对各种神经精神疾病进行自动化识别的很有前途的工具,支持向量机(support vector machine,SVM)则是一种最广泛使用的MVPA方法。文中采用SVM分类器对遗忘型轻度认知障碍(amnestic mild cognitive impairment,aMCI)患者和无记忆障碍及其他相关疾病者进行MVPA研究,旨在构建具有较高判别能力的个体诊断模型,并从多变量分析的角度来解析aMCI患者的灰质损伤模式。方法采用3.0T磁共振对51例aMCI患者和68例正常对照者进行高分辨率三维T1-weighted扫描,为每个受试者计算灰质体积图谱,该图谱用于之后的判别分析。使用特征选择方法去除冗余信息后训练SVM分类器,使用留一交叉验证估计分类器的性能,最后识别出最有判别能力的灰质模式。结果该方法的分类准确率为83.19%,敏感性为76.47%,特异性为88.24%,接收者操作特性曲线下的面积是0.8368。对分类贡献最大的灰质区域包括双侧海马旁回、双侧海马、双侧杏仁核、双侧丘脑、右侧扣带回、右侧楔前叶、左侧尾状核、左侧颞上回、左侧颞中回、左侧岛叶以及左侧眶额皮层。结论构建的分类模型对aMCI患者具有较好的识别能力,可显示aMCI患者全脑灰质萎缩情况,对临床早期诊断aMCI患者有重要意义。

关键词：遗忘型轻度认知障碍灰质体积支持向量机模式分类多元模式分析

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人格对注意捕获的影响和二者共享神经基础的研究

人格对注意捕获的影响和二者共享神经基础的研究

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第十七届全国心理学学术会议

作者：刘玲刘嘉北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室和 IDG/麦戈文脑科学研究院北京师范大学心理学院北京师范大学脑与学习协同创新中心

人类视知觉受选择注意的影响,在极端条件下,人们的神经系统自动的对突显刺激产生强烈的反应,通常将这种反应称之为注意捕获。注意捕获这一注意现象,不仅受到刺激的视觉特征等低等级(low-level)因素的影响,同样受到观察者内部状态等高等... 详细信息

人类视知觉受选择注意的影响,在极端条件下,人们的神经系统自动的对突显刺激产生强烈的反应,通常将这种反应称之为注意捕获。注意捕获这一注意现象,不仅受到刺激的视觉特征等低等级(low-level)因素的影响,同样受到观察者内部状态等高等级(high-level)因素的影响。近来,一些行为研究发现人格这高等级因素对注意捕获的影响主要表现在神经质这一人格维度上,神经质得分高的被试会有更大的注意捕获反应。但是目前为止,人格对注意捕获的影响其背后的神经基础尚不明确。本文采用静息态功能型磁共振成像技术和视觉搜索任务研究人格对注意捕获的影响及其共享的神经基础。本研究收集了192名被试的视觉搜索任务成绩和大五人格问卷得分,并采集了其静息态功能性磁共振成像数据。首先通过计算大五人格得分与注意捕获行为成绩的相关,研究人格对注意捕获的影响。然后通过局部一致性(Re Ho)去预测注意捕获成绩,研究注意捕获的神经基础。最后,通过中介分析来研究人格和注意捕获的共享神经基础。结果发现,大五人格中,只有神经质得分与注意捕获效益显著相关,即神经质得分越高的被试,其注意捕获效应也越大。而注意捕获的神经基础研究发现皮质下结构的丘脑的枕核,皮质上结构的初级视皮层以及上顶皮质区这三个脑区的局部一致性与注意捕获效应显著相关。中介分析发现,神经质对枕核的局部一致性与注意捕获的关系起中介作用,而对其他两个脑区的局部一致性与注意捕获的关系不存在中介作用。这些结果表明:(1)人格中的神经质会影响注意捕获,神经质得分高的被试,对注意捕获现象更敏感。(2)皮质下结构丘脑的枕核是神经质与注意捕获共享的神经基础。由于枕核是视觉加工环路以及情绪加工环路中共享的古老结构,该结果为理解神经质相关的情绪和注意疾病提供了生理靶点。

关键词：注意捕获神经质局部一致性枕核

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FreeROI:用于感兴趣区域的提取及其可视化的集成工具

FreeROI:用于感兴趣区域的提取及其可视化的集成工具

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第十七届全国心理学学术会议

作者：黄利皆杨泽天周光富刘照国党晓彬孔祥祯王旭甄宗雷刘嘉北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室和 IDG/麦戈文脑科学研究院北京师范大学心理学院北京师范大学脑与学习协同创新中心

脑成像技术的出现,让研究者可以直接将不同的认知加工过程和与其相关的脑区建立联系。利用全脑分析的研究手段,不同脑功能在大脑皮层上的拓扑分布已经被描绘出来。为了更进一步地研究各种认知加工过程的神经基础,脑成像研究正在从传统... 详细信息

脑成像技术的出现,让研究者可以直接将不同的认知加工过程和与其相关的脑区建立联系。利用全脑分析的研究手段,不同脑功能在大脑皮层上的拓扑分布已经被描绘出来。为了更进一步地研究各种认知加工过程的神经基础,脑成像研究正在从传统的脑区定位研究,转而探索特定脑区与其功能的关系。因此,作为一种可以研究特定脑区在不同任务条件下的反应模式的方法,基于感兴趣区域(region of interest,ROI)的研究方法在影像研究中变得越发重要。在ROI分析中,首先要根据先验知识确定ROI;一般而言,考虑到被试间脑结构上的个体差异,这些ROI是基于个体被试确定的。之后,通过检测这些区域在其他新的实验或者控制条件下的反应,来进一步细致地研究它们的功能特性。虽然ROI的研究方法在影像研究领域已得到越来越广泛的应用,但致力于提取ROI,尤其是针对个体被试的ROI的专业软件却是凤毛麟角。更重要的是,这些软件提供的功能都相对简单,无法帮助研究者对ROI进行较为复杂的修改和精细操作。同时,随着大数据时代的来临,研究者能够接触的数据量暴增,这也要求软件要有能力帮助研究者去处理海量数据。为了满足这些需求,我们设计开发了Free ROI这款软件,来帮助研究者完成ROI分析。具体而言,它可以帮助研究者确定并提取ROI,并对它们进行精细的修改和操作;能够提取特定ROI的时间序列信号,并对其进行信息抽取(如取均值等);同时,还提供了针对大数据处理所优化的系统性的操作流程。利用Free ROI这款软件,研究者可以基于多种信息来确定ROI,如可以基于被试个体在某任务条件下的激活图提取激活区来作为ROI,也可以基于不同的脑图谱分区确定ROI,或根据已发表研究中坐标位置,制作具有特定形状(如球形或立方体)的ROI。所有这些操作都可以通过友好的图形化人机交互界面,经过很少的几次鼠标点击来完成。Free ROI是一款开源软件,供研究者免费使用。大家可以通过如下页面下载使用:http://***。

关键词：功能磁共振成像神经成像感兴趣区域软件

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轻度认知障碍患者痴呆转化预测的结构MRI纵向研究

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中华神经医学杂志 2016年第4期15卷 384-390页

作者：李瑜霞王晓妮孙宇夏明睿李永秋李一凡李坤成韩璎首都医科大学宣武医院神经内科北京100053 首都医科大学宣武医院放射科北京100053 唐山市工人医院神内一科 063000 北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室&IDG/麦戈文脑科学研究院北京100875 中南大学湘雅医学院八年制研究生学院长沙410013

目的探讨轻度认知障碍（MCI）患者痴呆转化过程中结构MRI纵向变化特征以及基线期结构磁共振（sMRI）特征。方法收集自2009年9月至2011年3月就诊于首都医科大学宣武医院神经内科门诊及记忆专科门诊的MCI患者27例（MCI组），以及同期存各... 详细信息

目的探讨轻度认知障碍（MCI）患者痴呆转化过程中结构MRI纵向变化特征以及基线期结构磁共振（sMRI）特征。方法收集自2009年9月至2011年3月就诊于首都医科大学宣武医院神经内科门诊及记忆专科门诊的MCI患者27例（MCI组），以及同期存各社区招募健康老年志愿者31例f正常对照组1，存基线期和随访期分别对其进行神经心理测评及sMRI影像数据采集，应用基于体素的形态学分析方法进行全脑灰质体积计算，根据随访期是否转化为AD将MCI组分为转化组（MCI—C组1（16例）和未转化组（MCI—nc组）（11例），比较3组受试者灰质体积的变化轨迹，并与神经心理测评结果进行相关性分析。结果（1）与MCI—nc组相比，MCI—c组存基线期双侧腹内侧前额叶、双侧额中回、双侧颞上回存在明显的脑萎缩；（2）正常对照组的萎缩程度明显低于其他2组，MCI—c组的萎缩范围及程度与MCI—nc组比较差异无统计学意义（p〉0．05）；（3）MCI—c组受试者内侧颖叶、海码、海马旁叫、楔前叶、顶下小叶等脑区的灰质体积下降与MMSE、MoCA评分呈止相父。结论MCI—C与MCI—nc患者的脑萎缩模式没有本质的区别，内侧颞叶、海马、海马旁回、楔前叶、顶下小叶等脑区灰质体积下降可能成为预测MCI向AD转化的结构影像学标记物。

关键词：阿尔茨海默病轻度认知障碍纵向研究磁共振成像

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