HUMAN BRAIN MAPPING:基于脑电图和DTI的FC、结构连接测量有助于对创伤性脑损伤姿势控制机制的研究
2021-07-27 MedSci原创 MedSci原创
网络连接强度和整合降低，以及更大的网络隔离与更差的平衡性能（COP和BBS）和更大的结构性脑损伤相关。
创伤性脑损伤(TBI)经常导致平衡障碍，增加跌倒的风险，以及进一步受伤的机会。然而，TBI后体位控制的潜在神经机制尚不清楚。
Vikram Shenoy Handiru等进行了一项先导性研究，利用EEG、MRI和弥散张量成像(DTI)数据，探讨17名慢性TBI参与者和15名匹配的健康对照(HC)不可预测平衡扰动的神经机制。
该试验旨在研究在平衡扰动任务中由源构造的脑电计算的FC图的图论性质。这是首次报道TBI在体位控制任务中功能整合和分离的变化。另一个关键贡献是研究了TBI中与体位控制有关的结构和FC之间的联系及其与平衡结果的关系。
作为姿势任务中脑网络功能整合和分离的定量测度，该团队计算了源空间脑电在不同频段的脑功能连接的全局图论网络测度。
左图为压力中心(COP)位移的比较（以厘米为单位）。右图为BBS的比较。***(p<0.005)、**(p<0.01)、*(p<0.05)
TBI组在任务期间的压力中心位移和伯格平衡量表(BBS)中表现出较低的平衡性能。在平衡任务中，大脑激活和连接性降低。
各组内任务特异性显著体素在大脑皮层上的空间分布
此外，从基线到任务的α带脑网络分离的减少在TBI比HC要小。DTI的发现显示了广泛的结构损伤。
在神经相关方面，观察到不同频段在任务中起着不同的作用：TBI组任务中θ频段模块化与BBS呈负相关；较低的β波段网络连通性与白质结构完整性的降低有关。
这项研究用FC的全局和拓扑度量以及WM的结构完整性来证明平衡缺陷的神经相关性，并与HC相比较。这是首次在计算机稳定测量平台上进行体位控制任务时，研究TBI人群脑网络分离和整合的研究。与HC相比，TBI的脑电图测量结果显示了NS、GE和脑功能网络模块化的全局图论测量的基线和任务调制的改变。有趣的是，网络连接强度和整合降低，以及更大的网络隔离与更差的平衡性能（COP和BBS）和更大的结构性脑损伤相关。任务过程中基于EEG的FC测量和基于DTI的结构完整性测量的结合使用有助于对TBI中姿势控制的潜在结构-功能机制提供新的见解。
这些观察结果可以为将来研究确定TBI体位控制缺陷的皮质生物标志物铺平道路，从而可能帮助临床医生和研究人员更好地理解神经肌肉疾病。
原文出处
Graph-theoretical analysis of EEG functional connectivity during balance perturbation in traumatic brain injury: A pilot study. https://doi.org/10.1002/hbm.25554
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