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多发性硬化症的认知与静息态振荡大脑活动相关：
脑磁波源的空间探析
1.
引言
多发性硬化症
（
MS
）
<
/p>
是获得性的渐进神经高度可变的过程，导致这两个症状，身体
的疾
病与认知功能障碍。
在多发性硬化症的临床和认知下降是不够的，
需要用经典的磁共振
成像措施来解释，如病变负载或萎缩所致脑白质
< br>
（
Barkhof
，
2002
年）
。然而轴突损害和
灰质脱髓鞘似乎与临床还有和
MS
认知功能障碍相关（
Geurts
和
Barkhof
< br>，
2008
年）
。
在生理条件下调制的神经元群放电概率优先发生在一定的振荡活动期
（施尼茨勒和格罗
斯，
2005
年）
。脱髓鞘和轴突损伤可能导致改变的发射概率并因此改变在神经电生理技
术
振荡皮质活动，
例如脑电图和脑磁图，
可以用来检测这种活动的变化，
如被证明为神经疾病
如阿尔茨
海默氏症病
(de
Haan
et
al.,
2008;
Jeong,
2004;
Stam
et
al.,
2006),
帕金森病
(Bosboom
et
al.,
2006;
Ponsen
et
al.,
2013;
Stofferset
al.,
2007),
高分化胶质瘤
(Bosma et al., 2008),
创伤性脑损伤
(Kumar et al., 2009),
和中风
e (van Putten and
T
avy,
2004).
高
达
70%
的多发性硬
化患者患有认知功能障碍
（
Rao
et al.
，
1991
年
)
；注意，
信息处理速度和记忆最常受累域
（
Chiaravalloti
和德
鲁，
2008
年）
。
< br>越来越多的证据表明，
振荡的大脑活动的变化可能与认知功能的神经系统疾病有关
(Schnitzler
and Gross, 2005;
Stam and van Straaten, 2012; Uhlhaas
and Singer, 2006)
。因此，我们推测，认知功能
损害
在
部分
MS
患者可以解释病理变化振荡的脑部活动。
到目前为止，在
MS
的脑电图或脑磁波的文献是稀缺的。目
视检查从
MS
患者的脑电
图记录显示更
多的局灶性脑电图异常（慢速活动）
在复发的患者与患者相比
是一个渐进的
过程
（丰，
1981
年）
。一个
5
年的随访研究没有显示视觉脑电图异常的显著和
神经功能障碍有相关性（
Quattrini
等人，
1981
年）
。然而，
另一组使用计算机频谱分析表
现出积极的关系，在患者的残疾和增加
θ
波功率在时区域和增加
β
在额叶
区域，视脑电信号
的解释没有表现出任何的相关性（
Colon
等人，
1981
）
。脑电图数据的功率谱密度分析，得
到一个听觉
oddba
ll
任务，显示增加功率在
β
和
gamma
带
（尤其是在中部地区）
在
MS
患
者相比健康对
照组
(Vazquez-Marrufo
et
al.,
2008)
。同样，一个视
觉空间任务，更多的
β
和
γ
射线被发现在在复发缓解型
MS
患者相比，右额区
一组健康对照组，但无显着差异，在
高高的发现频带在静息状态，也不会有任何显着的定
量脑电图（
EEG
）之间的相关性分数膨
胀
残疾状态量表（
EDSS
）
(Vazquez-Marrufo et al.,
2008).
因此，目前梅格研究的目的是探讨差异静息态振荡大脑活动在
MS
患者相比
健康对照组，并涉及到认知的表现，这些差异磁共振成像测定身体残疾和结构性问题。
最近开发的技术，
突出的基于传感器的数据到一个使用波束
形成图谱为基础的来源空间，
是
应用
（希勒布兰德
et al.
，
2012
年）
提供详
细的解剖映射的皮层在感兴趣的
78
区
（
Roi
）
2.
方法
2.1.
一般研究设计
在这个横断面研究
MS
患者和健康对照组接受脑磁波，磁共振成像检查，神经
系统检查和神经心理学在同一天的评价。结果的措施，全球相对功率，相对功率为
ROI
（区域相对功率）
，峰值频率，前–后的梯度，
弥漫性慢波活动和存在不对称。
这些结果均与认知和
MRI
措施有关。
2.2.
学科特色
MS
患者和健康志愿者被招募曼正在进行在多发性硬化症中心
VU
大学的大
型临床研究医疗中心，
先前的脑磁波研究在同一主题中所述
(Schoonheimet
al.
，
2013
年）
。我们的项目涉及
34
MS
患者
（
17
妇女，平均年龄
41.4
±
8.0
年，
疾病持续时间
8.1
±
1.6
年）
和
28
例健康对照
（
14
名妇女，
平均年龄
39.8
±
10.5
年）
，
匹配年龄、
性别和教育水平
<
/p>
（
使用一个
Dutch
< br>的分类系统范围从
1
（
只
有小学教育）
到
7
（大
学度）
）
。
24
名学员被排除在外的进一步分析原定的解剖
学的
MRI
（
n = 2
）
，脑磁波
/
磁共振成像共同
注册
（
n =
10
）
和太多的工件，在
原始的脑磁图数据（
n =
12
）
。因此，
21 MS
患者
（平均年龄
41.9
±
7.7
，
疾病
工期
6.8
±
0.9
年）
和
17
控件
(
平均年龄
39.8
±
9.8)
仍然在本研究中，
性别，
年
龄和教育相匹配。
患者被诊断为
MS
根
据修订的
McDonald
标准
（波尔
曼等人。
，
2005
）
。不健康的控制患有神经或精神疾病，他们也没有使用任何药物或药物。八
例患
者接受干扰素治疗的
β
自诊断，
其中一
个切换到醋酸格拉默和那他珠单抗，
他们
接受了这个时期的研究
。没有其他的药物使用。患者根据临床协议进行评估，包括
病史，神经系统检查，血液检
查，神经心理学试验，脑
MRI
和
ME
G
。身体残疾使
用扩展残疾状态量表（
EDSS
）
（
Kurtzke
，
1983
）
。研究方
案是由当地的研究伦理批
准委员会的伦理审查标准，符合赫尔辛基宣言。所有受试者给予
书面知情同意之前
参与。
2.3.
磁共振成像
所有受试者获得的
MRI
扫描，采用
3
t-mri
系统（
GE Signa hdxt v15m
）
。二
维双回波
T
2
加权序列
（
TR
9680
毫秒，
TE
22
／
112 MS
）
和
T1
加权序列
（
TR 475
ms
，
TE 9
毫秒）
得到了
48
片
3
毫米和
3d-t1
重
T1
加权
（
FSPG
R
序列，
TR 7.8
ms
，
TE 3
毫秒，
450
毫秒与
Ti
）
1
毫米的片，覆盖了整个大脑。所有的扫描有经验的评
< br>分员进行检查（
MMS
）
。
T1
低信号、
T2
高信号病灶在
MS
患者进行标记和测量使
用的是他们的体积局部阈值技术。总正常的灰质体积（
ngmv
）
，总正常白质体积
（
nwmv
）
，和正常的全脑卷（
NBV
）
，头部大小校正，估计使用
FSPGR
是图像和
SIENAX
（
Smith
等人。
，
2002
）
2.5
版（
FSL
4.1
部分，磁的软件库，
HTTP
：
／／
/ FSL
）
。
丘脑卷进行了概述和体积的测量使用第一
（部分
FS
L
）
，
如前所述，该队列（思库海姆等
人。
，
2012
）
。相加得出总体积分别为左、右卷。
2.4.
神经心理学评估
所有受试者的认知功
能是根据评估使用的协议与之前所描述的
（思库海姆等人。
，<
/p>
2012
）
。
一
个神经心理学测验的简短重复电池
（
BRB-N
）
，
该选择性提醒测试
（
SRT
）
，
10
/ 36
的空间记忆测试（运动）
，这符号数字模式测验（
SDMT
）
，单词列表生成试
验（
WLG
）
，概念转换试
验（
CST
）
，斯特鲁普色词测验和记
忆对比试验（
MCT
）的
管理。
个人患者的测验分数转换为
Z
值，
使用的手段和参与者的整个组的标准偏差。
Z
值所
有试验的平均值为每一个主题，形成整体的认识
Z
。随后，个人
得分的试验
总结为七个认知域，
即
（<
/p>
1
）
执行功能
（
CST
，
惠灵顿）
，
（
2
）
信息处理速度
（
SDMT
）
，
（
3
）精神运动速度（
CST
，
SDMT
）
，
（
4
）注意（
Stroop
）
，
（
5
）言语记忆（
SRT
）
，
（
6
）工作记忆（
MCT
）
，和（
7
）视觉空间记忆（运动）
。具有可比性的认知测试，
这些领域的建设报道了基于主成分使用方差最大旋转与
Kaiser
正常化进行分析在一
个大型的健
康对照组分数（克莱因等人，
2003
）
，这些领域中常用的神经认知功能
的实践与研究。
2.5.
记录脑磁波
脑磁图数据得到使用
151
通道全头梅格系统
(CTF
Systems
Inc.,
Port
Coquitlam,
BC,
Canada),
，而主体被
坐在一个磁屏蔽室
(Vacuum-schmelze
GmbH, Hanau,
Germany).
一个三阶软件梯度
（
Vrba et
al.
，
1999
年
)
用录音频
带的
0
—
—
150
赫兹和示例
625 Hz
的频率。在
开头和结尾的测量，头部的位
置相对于坐标系的头盔是由领先小电流通过三个位置线圈位
于在左、
右耳前点和鼻
翼。变化头部位置小于
0.5
厘米在录制期间被接受了。梅格录音进行没有任务，闭
眼中和眼睛睁的条件。
仅从眼睛闭条件的数据在这里进行了分析
。
每一位参加者，
5
分钟的连续静息状态，闭着眼睛的录音被划分了成
45
时期一共
65.55
秒。
2.6.
波束形成：感兴趣区的时间序列估计
本研究使用最近描述的技术
(Hillebrand et
al., 2012).
一个简短的概述如下。第
一，
主体的
MRI
与
MEG
数据通过相同的解剖鉴定注册公司在
MRI
，
也用于放置地
标
MEG
定位线圈头（即左、右心耳和预鼻根）
。只有数据对象，即估计的配准误
差
小于
0.8
厘米，接受进一步的分析
。的公司注册的
MRI
进行空间标准化模板
MRI
采用
SPM8
赛格工具箱（
Friston
等人。
，
2004
）
。新的分割工具箱是统一的分割算
法的扩展，采用改进的匹配的额外组织先验主体的
MRI
模板
(Ashburner
and
Friston, 2005;Weiskopf et al., 2011).
自动化的解剖标记（
AAL
）阿特拉斯使用
标
记的体素在主体的规范公司注册磁共振成像（
tzourio
马佐耶尔等人。
，
2002
）
。皮
质下结构被拆除，在剩下的
78
个皮质区域的体素进行进一步的分析（巩等人。
，
2009
）
，对反变换后病人的共同注
册
MRI
。
标记体素在
Roi
的神经元活动被重建使用称为合成波束形成方法磁测孔径
(SAM) (Robinson and Vrba, 1999).
山姆在顺序的方式，每个像素的活动在哪里工
作通过有选择性地加权的贡献从每
个重建梅格传感器到一个体素的时间序列。这个
权重是这样在一个体素活性重建无失真，
、
同时从外部
（噪音）
来源的贡献最小化
(Hillebrand and
Barnes, 2005; Hillebrand et al., 2005).
该波束形成器权重基于数
据和正解的协方差
（铅域）
偶极源体素地点的位置数据是带通过滤从
0.5
到
48
赫
兹。若要更正为非均匀每个波
束形成器的重量归一化的传感器噪声的投影由其向量
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