查看: 77|回复: 0
打印 上一主题 下一主题

[数据分析基础] 基于人脑连接组学将疾病症状映射于脑网络 [复制链接]

Rank: 5Rank: 5

水晶
2122
心级
1758
精华
0
主题
145
帖子
151
跳转到指定楼层
楼主
发表于 前天?12:02 |只看该作者 |倒序浏览
本帖最后由 罗叶双 于 2019-9-1 12:05 编辑

? ?? ???脑损伤常常会带来一些疾病症状,同时一些精神性疾病也往往难以找到明确的结构损伤部分,因此传统的将神经症状映射到特定区域的局灶性脑损伤的研究已经越来越受到各种局限性的影响。越来越多的研究发现,许多神经学和精神病学症状更接近于是由处在一个连接不同区域的网络所支撑的。基于这样一种趋势,来自哈佛医学院和贝斯以色列女执事医疗中心(Department of Neurology, Harvard Medical School and Beth IsraelDeaconessMedical Center)的Michael D. FoxThe New England Journal of Medicine发文对这一研究方向进行了讨论。

作者指出,人脑连接组通过将来自于数千名健康人的功能磁共振成像进行网络分析,提供了大尺度的人脑连接图谱。通过连接组,可以将在不同的位置造成相同症状的病变以以往研究中不可能的方式连接到相同的网络中。这种方法被称为病变网络映射,正被应用于与各种神经和精神症状相关的病变,包括幻觉、妄想、异常运动、疼痛、昏迷、亚博体育流水--任意三数字加yabo.com直达官网或社交功能障碍。作者认为,通过连接组定位可能为有复杂神经和精神症状的患者提供了新的治疗靶点。为了理解这种新的症状定位方法,了解经典的症状定位、功能成像、人脑连接组的演变以及症状网络映射的分析方法是很有帮助的。


1.局灶损伤性研究综合讨论

局部损伤分析是临床神经学的基础,也是大多数神经症状和行为定位的基础。脑功能定位的传统神经学方法是通过识别损伤的局部区域来实现的。例如,中风——其对应的症状或体征可表现为瘫痪。传统上与额叶损伤相关的复杂行为,如冷漠、攻击性或社会抑制解除,也以这种方式进行了研究。这种类型的分析允许将神经解剖结构和人类行为表现之间进行因果推断。


作者指出,最早以尸检资料为基础的病变研究,其相关性大于因果性,因为症状与观察到的病变相隔多年(很难指出尸检观察到的损伤部位是疾病产生的原因还是疾病导致的结果)。随着计算机断层扫描(CT)和磁共振成像(MRI)的出现,可以通过成像检测到新症状和新病变之间的时间对应关系,从而可以以这种方式推断出因果关系。为了说明以往研究的典型特定,作者举了几个着名的研究实例。局灶性脑损伤的典型和具有历史意义的神经学病例包括Louis Victor Leborgne (Tan),他的左额叶损伤确立了该区域对于言语产生的重要性(图1A); Henry Molaison (H.M.),他的内侧颞叶损伤让我们了解到这个区域在记忆中的重要作用(图1B);。当病变在许多不同的部位引起相同的症状时,与没有引起特定症状的病变部位进行比较,增强了病变分析的实用性(图1C)。



1 AB为经典局灶性研究经典部位,C为同症状病人的不同损伤部位举例


但随着时间的推移,我们可以明显发现,基于损伤的定位有时是有缺陷的,因为相似的症状可以由不同的大脑位置的损伤引起(图2)。例如,大多数破坏语言的损伤位于左额叶皮质外,大多数破坏记忆的损伤位于海马外,而破坏社会行为的损伤往往位于额叶皮质外。

即使有相同症状的患者之间病变的位置重叠,重叠的位置也可能不符合关于大脑这部分功能的传统观点。例如,引起幻觉的脑干病变在中脑和丘脑内侧重叠,但这些部位在视觉或视觉表象中并没有被发现具有明确的作用。因此,症状和病变部位之间的关系并不直接。其次,许多复杂的症状发生在没有明显脑损伤的患者身上,这一事实也限制了基于损伤的定位。常见的神经行为和精神疾病,如谵妄、健忘症、自闭症和精神分裂症,发生在没有明显脑损伤的患者。动物模型只能不精确地复制这些疾病,这使得大多数神经精神症状和疾病的离散定位表现并不确定。


2 相同疾病表现但局灶损伤不同的病人脑损伤示意图


总结:

基于数十万人的连接图谱、高分辨率成像方法以及电刺激沿神经网络的传播都在开发之中。整合不同连接组的结果,包括基于执行不同任务时获得的数据的连接组,可能比基于单个连接组的分析提供更多的信息。连接组数据集可以性别匹配,并与每位患者年龄匹配,从而在个体基础上对复杂行为进行更准确的分析。随着人类大脑连接组图谱的改进,它们作为绘制复杂神经逻辑和神经精神症状图谱的资源的价值也会随之提高。


篇幅限制,阅读全文请点击链接 https://mp.weixin.qq.com/s/Sfd57xtav7ZS-AQgJAvGvg


原文:

Mapping symptoms to brain networks with the human connectome

MD Fox - New England Journal of Medicine, 2018


如需原文及补充材料,请加微信:siyingyxf 获取,如对思影课程感兴趣也可加此微信号咨询。


附件: 你需要登录才可以下载或查看附件。没有帐号?注册
转发到微博
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

bottom

Powered by Discuz! X2

? 2001-2011 Template By Yeei. Comsenz Inc.

回顶部