目的 设计一种脑皮质表面影像组学计算方法,为脑影像研究提供丰富的、可靠的脑区局部特征.材料与方法 基于21组重复测量健康被试与222例多动症相关被试的大脑T1WI磁共振数据集提取皮层厚度、灰质体积、平均曲率与皮层表面积四种表面形态指数.使用Desikan-Killiany(DK)脑图谱和球面局部投影,实现三维皮层表面脑区的二维平面化.利用Pyradiomics对四个形态指数分别提取968个二维影像组学特征.结合重复测量数据集与组内相关系数(intra-class correlation coefficient,ICC),以ICC信度值作为影像组学特征评估的标准,综合评价不同形态指数、不同影像组学特征类型与不同脑区间的复测信度差异.结合多动症数据集,预测患者的注意力缺陷指数、过动指数两种症状指标.结果 对于不同形态指标,灰质体积、皮层表面积的影像组学特征可重复性较好,与皮层厚度与平均曲率组差异具有统计学意义(P<0.05).对于不同类型影像组学特征,基于皮层厚度的一阶特征和灰度共生矩阵特征与其他类型特征差异具有统计学意义(P<0.05).对于不同脑区,左右脑内嗅皮层、左右脑颞极与右脑额极提取的特征相较其他区域复测性降低(P<0.05).总体而言本研究提出的表面重建方法所提取的脑影像组学特征均具有较高的可重测性(ICC均值>0.76).在对多动症两种症状指标的预测中发现,左脑海马旁回、额上回与颞上回与多动症症状显著相关(|r|=0.33～0.52,P<0.05).结论 基于DK脑图谱与表面形态学指数构建脑影像组学特征是可行的,所提取的新型特征具有良好的可重复性,并在注意力预测等研究中具有一定的临床价值.

目的:构建反复性轻型颅脑损伤(rmTBI)后认知功能障碍小鼠模型，探讨其颅内早期病理改变。方法:将45只C57BL/6小鼠随机分为健康对照组( n＝15，简称对照组)与rmTBI建模组( n＝30，简称rmTBI组)。rmTBI组使用悬重式闭合性颅脑打击装置每日打击1次，连续7 d。建模后3、30 d进行头颅磁共振波谱扫描( n＝6)。建模后30 d采用转棒和Morris水迷宫实验评价两组小鼠的运动协调能力及认知功能。采用透射电子显微镜分析建模3 d rmTBI组( n＝3)、建模30 d rmTBI组( n＝3)和对照组( n＝3)小鼠内侧前额叶及海马CA2区域轴索外径、髓鞘厚度，并计算G-ratio[轴索外径/(轴索外径－2×髓鞘厚度)]。应用Spearman相关性检验分析轴索外径与髓鞘厚度的相关性。 结果:磁共振波谱结果显示，与对照组比较，rmTBI组建模3、30 d的皮质N-乙酰天冬氨酸/肌酸(NAA/Cr)值和海马NAA/Cr值的差异均无统计学意义(均 P>0.05)。转棒实验和Morris水迷宫实验结果显示，与对照组比较，rmTBI组小鼠的运动协调和认知功能均下降(均 P<0.05)。电子显微镜检查结果显示，在内侧前额叶区域，建模3 d rmTBI组、建模30 d rmTBI组与对照组神经轴索外径的差异无统计学意义( H＝2.11， P＝0.347)；三组间髓鞘厚度的差异具有统计学意义( H＝－2.52， P＝0.035)，其中建模30 d rmTBI组的髓鞘厚度小于对照组[ M( Q1， Q3)分别为0.11(0.09，0.13)μm、0.12(0.11，0.14)μm]。在海马CA2区域，建模3 d和30 d rmTBI组均可观察到髓鞘板层结构中存在空泡样改变，同时存在包绕轴索和髓鞘剥离现象；三组间轴索外径及髓鞘厚度的差异均具有统计学意义(均 P<0.05)，其中建模30 d rmTBI组的轴索外径小于建模3 d rmTBI组[0.67(0.59，0.84)μm对比0.82(0.72，0.99)μm]，建模3 d rmTBI组的髓鞘厚度[0.12(0.11，0.14)μm]大于对照组[0.11(0.09，0.12)μm]和建模30 d rmTBI组[0.08(0.06，0.11)μm]。与对照组比较，建模3 d和30 d rmTBI组小鼠海马CA2区域G-ratio的差异具有统计学意义( Z＝4.25， P<0.001)，其中建模30 d rmTBI组最高；而三组间内侧前额叶区域的差异无统计学意义( Z＝1.55， P＝0.267)。相关性分析结果显示，对照组、建模3 d和30 d rmTBI组小鼠内侧前额叶和海马CA2区域的轴索外径与髓鞘厚度均呈正相关(均 P<0.05)，其中对照组内侧前额叶区域的相关性最强( R＝0.66)，建模3 d rmTBI组小鼠海马CA2区域的相关性最小( R＝0.33)。 结论:rmTBI小鼠伤后30 d运动协调能力和认知功能均明显下降，动物模型病理结果提示其内侧前额叶存在少量髓鞘的损伤，但轴索结构相对完好，而海马CA2区域轴索－髓鞘结构不稳定，有脱髓鞘和髓鞘新生表现，可能与上述功能障碍存在因果关系。

目的:观察经颅直流电刺激(tDCS)对认知损害模型大鼠学习、记忆能力及海马皮质神经细胞形态的影响，并探讨大鼠认知功能损害行为学特征与海马CA1区颗粒层厚度的相关性。方法:采用随机数字表法将30只SD大鼠分为观察组、模型组及对照组，每组10只大鼠。通过腹腔注射东莨菪碱将观察组、模型组大鼠制成认知损害动物模型，对照组大鼠则同期注射生理盐水。制模后观察组大鼠给予tDCS干预，模型组、对照组大鼠电极放置方法同观察组，但期间不予电刺激，3组大鼠均连续干预16 d。待干预结束后采用穿梭箱及Morris水迷宫实验检测各组大鼠行为学变化；于制模后第30天时各组大鼠均断头取脑，观察其海马及皮质神经元形态学改变，同时测量海马颗粒层厚度。结果:干预后观察组被电击次数[(60.5±6.67)次/min]较模型组[(145.8±19.31)次/min]显著减少( P<0.05)，寻找平台时间[(50.4±3.68)s]较模型组[(91.9±3.09)s]显著缩短( P<0.05)，穿越D象限平台次数[(23.3±3.56)次/分]较模型组[(15.3±3.43)次/分]显著增加( P<0.05)。与对照组比较，模型组海马CA1区颗粒层厚度[(93.47±1.07)μm]显著减少( P<0.05)；与模型组比较，观察组海马CA1区颗粒层厚度[(95.17±1.49)μm]明显增加( P<0.05)。经相关性分析发现，实验大鼠海马CA1区颗粒层厚度与被电击次数、寻找平台时间具有负相关性( P<0.05)，与穿越D象限平台次数具有正相关性( P<0.05)。 结论:腹腔注射东莨菪碱能导致大鼠认知功能受损，其受损程度可能与海马CA1区颗粒层厚度具有一定相关性；tDCS可改善认识损害模型大鼠学习、记忆功能，其作用机制可能与促进海马皮质神经元结构恢复、增加海马颗粒层厚度有关。

目的:基于深度学习脑龄预测方法和FreeSurfer图像分析软件，探讨特发性全面性癫痫（IGE）患者大脑形态结构的异常改变。方法:回顾性病例对照研究。纳入2020年1月—2021年12月山东省立医院及寿光市人民医院神经内科确诊的144例IGE患者。其中男84例、女60例，年龄10～70岁。基于公共脑成像数据库（人类连接组项目、中国人类连接组项目）建立正常人脑Ｔ 1加权像（T 1WI）MRI训练深度学习脑龄预测模型，并输入脑皮质及脑白质脑图。将IGE患者T 1WI MRI输入脑龄预测模型，获取预测脑龄。将27例未经治疗的早期IGE患者设为观察组，男18例、女9例，年龄（16.1±3.2）岁；招募与观察组年龄、性别匹配的29名健康志愿者作为对照组，男19例、女10例，年龄（16.4±4.5）岁，均行MR检查。观察项目：（1）比较IGE患者不同年龄段（10～20岁、>20～30岁、>30～40岁、>40～50岁、>50～60岁、>60～70岁）大脑的预测年龄与实际年龄的差异。（2）利用FreeSurfer软件，分析和比较观察组与对照组大脑皮质体积、厚度和表面积，以及局部形态的差异。 结果:（1）IGE患者的不同年龄段中，除>30~40岁外（ t=-1.58， P=0.138），脑龄预测值均大于实际年龄，差异均有统计学意义（ P值均<0.05）。（2）观察组与对照组的年龄、性别、教育程度等基线资料差异均无统计学意义（ P值均>0.05）。与对照组比较，观察组大脑左、右半球皮质厚度略变薄，差异有统计学意义（ t=3.91、3.40， P值均<0.01）；2组大脑半球皮质体积、表面积无明显变化，差异均无统计学意义（ P值均>0.05）。与对照组相比，观察组脑区中右侧眶额皮质体积增大，无脑区皮质体积减小；右侧中央后回、左侧中央沟附近中央后回、右侧舌回后部分、左侧舌回及楔叶的皮质厚度均增加，右侧中央前回、双侧额上回（背侧）、右侧内嗅皮质的皮质厚度均减小；右侧海马旁回的皮质表面积增大，无脑区的皮质表面积减小。观察组左、右侧苍白球及右侧丘脑体积较对照组缩小，差异均有统计学意义（ t=4.01、4.23、2.12， P值均<0.05）。2组左侧丘脑及双侧尾状核、壳核、海马及杏仁核体积比较，差异均无统计学意义（ P值均>0.05）。 结论:IGE患者在多个年龄段其脑结构都会发生异常改变。早期IGE患者的大脑皮质及皮质下核团仅发生细微结构的异常改变。

目的:探讨帕金森病(PD)认知功能障碍患者皮层厚度的改变。方法:病例对照研究，纳入2019年1月至2020年12月昆明医科大学第一附属医院老年神经内科住院或门诊就诊PD患者(41例)和健康对照者(20例)，收集一般临床资料、头颅核磁共振数据。观察各组间皮层厚度的改变情况，并分析大脑皮层厚度与PD认知功能障碍的相关性。结果:与PD认知功能正常组比较，PD认知功能障碍组在左侧颞上回[(2.7±0.1)mm比(2.4±0.1)mm， t＝－4.194]、左侧缘上回[(2.4±0.1)mm比(2.2±0.1)mm， t＝－4.845]、右侧岛叶[(3.0±0.1)mm比(2.7±0.1)mm， t＝－4.170]、左侧海马旁回[(2.8±0.3)mm比(2.4±0.3)mm， t＝－4.164]的皮层厚度值减少(均 P<0.05)。PD重度认知功能障碍组在右侧额下回眶部[(2.5±0.2)mm比(2.4±0.2)mm， t＝－4.226]、左侧内嗅皮层[(3.5±0.3)mm比(3.1±0.4)mm， t＝－4.583]、左侧颞下回[(2.7±0.2)mm比(2.5±0.1)mm， t＝－6.229]、左侧缘上回[(2.4±0.1)mm比(2.1±0.1)mm， t＝－3.236]、右侧梭状回[(2.8±0.1)mm比(2.5±0.1)mm， t＝－5.364]、右侧舌回[(2.0±0.1)mm比(1.9±0.1)mm， t＝－3.887]、右侧岛叶[(3.0±0.1)mm比(2.7±0.2)mm， t＝－5.326]、右侧扣带回峡部[(2.6±0.2)mm比(2.3±0.2)mm， t＝－3.743]的皮层厚度值减少，差异有统计学意义(均 P<0.05)。大脑皮层厚度值与简易精神状态量表及不同认知领域评估得分呈正相关，与Hoehn-Yahr分级呈负相关。 结论:PD伴认知功能障碍患者的局部皮质变薄，而PD伴重度认知功能障碍的皮质受累范围更加广泛。

轻度认知障碍(mild cognitive impairment，MCI)是一种介于正常老化与阿尔茨海默病(Alzheimer's disease，AD)之间不稳定的认知损害状态。MCI症状较轻，有逆转正常、保持稳定、进展或死亡的4种不同类型的转归，但仍有2/3的MCI患者有可能进展为痴呆。故早期识别稳定型MCI(stable MCI, sMCI)和进展型MCI(progressive MCI，pMCI)，有利于及时干预，延缓MCI的进展，改善患者生存质量。结构磁共振(structural magnetic resonance，sMRI)能够预测痴呆相关神经退行性变和认知衰退。大量研究发现，除了临床量表的异常外，sMCI向pMCI进展过程中存在着明显的sMRI的改变，主要集中在皮质厚度和脑萎缩、海马的体积、结构脑网络连接的差异，特别是基于大数据的神经卷积网络等机器学习方法，有助于早期预测sMCI和pMCI，这些研究有助于发掘sMCI向pMCI转化早期的影像学标志物。

目的:探讨遗忘型轻度认知功能障碍(amnestic mild cognitive impairment,aMCI)和阿尔茨海默病(Al-zheimer's disease,AD)患者与正常老年人的灰质体积和皮质厚度差异,分析其与认知水平之间的关系,为临床诊断aMCI及早期AD提供依据.方法:前瞻性纳入aMCI患者23例、AD患者22例及正常对照(Healthy control,HC)组23例.对所有受试者进行脑结构MRI扫描,使用CAT 12的Segment功能对3D-T1MRI图像行基于体素的形态学测量和表面形态学测量,获得所有受试者特定脑区的灰质体积及皮质厚度.并运用神经心理学量表进行认知功能评测.分析3组间主要结构灰质体积、皮质厚度的差异,从差异脑区中提取感兴趣区,并探究其与认知量表评分的相关性.结果:3组间方在多个脑区存在差异(FWE校正,P＜0.05),差异脑区体积与蒙特利尔认知评估(Montreal cognitive assessment,MoCA)量表评分有明显相关性(P＜0.05);且不同脑区体积与认知域的相关性大小有明显差异(P＜0.05).结论:aMCI及AD患者脑灰质体积及脑皮质存在不均匀分布的减小.左侧海马、嗅皮质、脑岛的提前萎缩可能是影响AD患者早期认知功能的原因.

目的 构建反复性轻型颅脑损伤(rmTBI)后认知功能障碍小鼠模型,探讨其颅内早期病理改变.方法 将45只C57BL/6小鼠随机分为健康对照组(n=15,简称对照组)与rmTBI建模组(n=30,简称rmTBI组).rmTBI组使用悬重式闭合性颅脑打击装置每日打击1次,连续7 d.建模后3、30 d进行头颅磁共振波谱扫描(n=6).建模后30 d采用转棒和Morris水迷宫实验评价两组小鼠的运动协调能力及认知功能.采用透射电子显微镜分析建模3 d rmTBI组(n=3)、建模30 d rmTBI组(n=3)和对照组(n=3)小鼠内侧前额叶及海马CA2区域轴索外径、髓鞘厚度,并计算G-ratio[轴索外径/(轴索外径-2 ×髓鞘厚度)].应用Spearman相关性检验分析轴索外径与髓鞘厚度的相关性.结果 磁共振波谱结果显示,与对照组比较,rmTBI组建模3、30 d的皮质N-乙酰天冬氨酸/肌酸(NAA/Cr)值和海马NAA/Cr值的差异均无统计学意义(均P＞0.05).转棒实验和Morris水迷宫实验结果显示,与对照组比较,rmTBI组小鼠的运动协调和认知功能均下降(均P＜0.05).电子显微镜检查结果显示,在内侧前额叶区域,建模3 d rmTBI组、建模30 d rmTBI组与对照组神经轴索外径的差异无统计学意义(H=2.11,P=0.347);三组间髓鞘厚度的差异具有统计学意义(H＝-2.52,P=0.035),其中建模30 d rmTBI组的髓鞘厚度小于对照组[M(Q1,Q3)分别为0.11(0.09,0.13)μm、0.12(0.11,0.14)μm].在海马CA2区域,建模3 d和30 d rmTBI组均可观察到髓鞘板层结构中存在空泡样改变,同时存在包绕轴索和髓鞘剥离现象;三组间轴索外径及髓鞘厚度的差异均具有统计学意义(均P＜0.05),其中建模30 d rmTBI组的轴索外径小于建模3 d rmTBI组[0.67(0.59,0.84)μm对比 0.82(0.72,0.99)μm],建模 3 d rmTBI 组的髓鞘厚度[0.12(0.11,0.14)μm]大于对照组[0.11(0.09,0.12)μm]和建模 30 d rmTBI 组[0.08(0.06,0.11)μm].与对照组比较,建模 3 d 和 30 d rmTBI组小鼠海马CA2区域G-ratio的差异具有统计学意义(Z=4.25,P＜0.001),其中建模30 d rmTBI组最高;而三组间内侧前额叶区域的差异无统计学意义(Z=1.55,P=0.267).相关性分析结果显示,对照组、建模3 d和30 d rmTBI组小鼠内侧前额叶和海马CA2区域的轴索外径与髓鞘厚度均呈正相关(均P＜0.05),其中对照组内侧前额叶区域的相关性最强(R=0.66),建模3 d rmTBI组小鼠海马CA2区域的相关性最小(R=0.33).结论 rmTBI小鼠伤后30 d运动协调能力和认知功能均明显下降,动物模型病理结果提示其内侧前额叶存在少量髓鞘的损伤,但轴索结构相对完好,而海马CA2区域轴索-髓鞘结构不稳定,有脱髓鞘和髓鞘新生表现,可能与上述功能障碍存在因果关系.

探讨脑泰方(NTF)对脑缺血再灌注损伤(cerebral ischemia reperfusion injury,CIRI)大鼠小胶质细胞极化及胶质瘢痕相关蛋白的影响.用大脑中动脉阻塞/复灌注方法建立大鼠CIRI模型.将造模成功的48只大鼠随机分为脑缺血再灌注模型7 d组(model 7 d)、脑缺血再灌注模型14 d组(model 14 d)、脑泰方+脑缺血再灌注模型7 d组(NTF 7 d)、脑泰方+脑缺血再灌注模型14 d组(NTF 14 d),每组12只,另设12只SD大鼠为假手术组(sham).NTF治疗组给予NTF混悬液27 g·kg-1·d-1灌胃,sham与model 7 d、model 14 d每天给予同体积生理盐水,连续灌胃7、14 d.干预结束,各组大鼠进行Longa评分;2,3,5-三苯四唑氯(TTC)染色法检测脑梗死面积;水迷宫实验、旷场实验评估大鼠空间学习记忆和认知功能以及焦虑程度;苏木素-伊红(hematoxylin-eosin,HE)染色观察脑组织形态结构及损伤情况;免疫荧光检测活化星形胶质细胞胶质纤维酸性蛋白(glial fi-brillary acidic protein,GFAP)的表达和胶质瘢痕情况;免疫印迹法检测脑皮质瘢痕相关蛋白GFAP、神经蛋白聚糖(neurocan)、磷酸蛋白聚糖(phosphacan),小胶质细胞极化蛋白CD206、精氨酸酶-1(arginase-1,Arg-1)及炎症因子白细胞介素(interleukin,IL)-1β、IL-6、IL-4的表达情况.与sham比较,model 7 d及model 14 d大鼠均出现不同程度的脑梗死,脑皮质及神经元海马组织病理损伤严重,神经功能缺损,空间学习记忆及认知功能障碍及焦虑严重,星形胶质细胞增生及半暗带胶质瘢痕厚度均增加,IL-1(3、IL-6表达升高,脑皮质GFAP、neurocan、phosphacan、CD206、Arg-1蛋白表达升高,差异均有统计学意义(P＜0.01).与模型组比较,NTF 7 d及NTF 14 d大鼠空间学习记忆和认知功能改善,焦虑减轻,神经功能改善,脑梗死体积减少,星形胶质细胞增生及半暗带胶质瘢痕厚度均减少,脑皮质组织GFAP、neurocan、phosphacan、IL-6、IL-1(3表达降低,IL-4、CD206、Arg-1表达增加,差异均有统计学意义(P＜0.05或P＜0.01).NTF对CIRI具有神经保护作用,能诱导小胶质细胞向M2型极化,抑制炎症反应,减轻胶质瘢痕的形成.

目的 探究脑源性神经营养因子(BDNF)/酪氨酸激酶受体(TrK)B介导的突触丢失对创伤性脑损伤(TBI)小鼠远期认知障碍的影响及机制.方法 采用改良的Allen重锤打击法制作TBI模型,将小鼠分为 Sham 组、TBI 组、TBI_OE_NC 组、TBI_OE_BDNF 组、TBI_Sh_NC 组、TBI_Sh_BDNF 组,每组 40 只.Sham 组、TBI 组分别在造模后 1、3、5、7 d检测神经元突触后致密物厚度和突触体密度、BDNF、TrkB mRNA及蛋白表达.将OE_NC和OE_BDNF组腺病毒载体 3 μl 注入承受单侧大脑皮质重锤打击的小鼠海马体,免疫荧光法检测BDNF、突触素(Synaptophysin)在小鼠海马体中的表达,Western印迹检测TrkB、p-TrkB、突触蛋白(SYN)1、SYNA、突触后致密蛋白(PSD)95 等蛋白表达水平,Morris 水迷宫实验检测小鼠定位航行和空间探索能力.将TBI_Sh_NC和TBI_Sh_BDNF组腺病毒载体3 μl 注入正常小鼠海马体,免疫荧光法检测Synaptophysin在海马体中的表达,Morris 水迷宫实验检测定位航行和空间探索能力.TUNEL法检测Sham、OE_NC和OE_BDNF组脑组织细胞凋亡水平,Western印迹检测磷脂酰激酶-3激酶(PI3K)、蛋白激酶B(AKT)、p-PI3K、p-AKT、B细胞淋巴瘤(Bcl)-2、Bcl-2 相关X蛋白(Bax)、cleaved-半胱天冬蛋白酶(caspased)3 等蛋白水平.结果 与Sham组比较,TBI组脑海马体神经元突触后致密物厚度(5、7 d)和突触体密度(3、5、7 d)显著降低(P<0.05).TBI组BDNF、TrkB mRNA和蛋白水平随时间逐渐降低(P<0.05).相较于TBI_OE_NC组,TBI_OE_BDNF组脑海马体中BDNF、TrkB、p-TrkB、SYN1、SYNA、PSD95 表达提高,细胞凋亡水平降低,p-PI3K、p-AKT、Bcl-2蛋白表达增加,Bax、cleaved-caspased3 蛋白表达减少,差异有统计学意义(P<0.05).结论 TBI诱导BD-NF-TrkB表达减少,进而抑制PI3K/Akt通路开启细胞凋亡途径,导致突触数量减少,损伤小鼠的远期认知能力.