静息态功能磁共振可以观察大脑在安静休息情况下脑活动模式,目前较为常用的方式是在2秒内扫描一幅脑功能活动图。想观察瞬息万变的脑活动,这样的采样频率有待改进。近年来出现的多频带(Multiband)快速成像技术,极大的提高了时间分辨率,可以在亚秒(<1s)水平探讨脑功能的特征。
来自浙江省认知障碍评估技术研究重点实验室的科研人员,采用这种高分辨率的功能磁共振数据分析人脑功能连接特征,并与传统扫描数据进行比较。研究者采用具有亚秒采样率(TR=645ms)的多频带静息态功能磁共振成像公共数据,探测识别了人脑的中枢功能节点,并考察这些中枢节点的功能连接强度在不同扫描时间的重测信度。研究者发现中枢功能节点主要位于默认网络(如内侧前额叶和顶叶)、感觉运动和视觉皮层。这些区域功能连接具有空间依赖性,为全脑的信息传递与整合起到重要作用,并且大多数中枢节点具有较好的重测信度。此外我们在传统影像无法观测的较高频段(0.2-0.3Hz)同样发现一些联合区域(如内外侧前额叶、外侧颞叶)作为中枢节点存在。这可能是由于高级脑区的功能协调跨越多个频段。
研究结果表明相对于传统的功能磁共振成像技术,多频带成像技术不仅能够有效识别中枢节点,并且能为研究脑区功能连接提供更丰富的时频信息。该技术可进一步应用于探测脑区功能连接的动态变化特性,对可加深理解认知障碍神经基础,并具有临床应用潜力。该研究成果“Functional brain hubs and their test-retest reliability: a multiband resting-state functional MRI study”已发表于国际神经影像学著名期刊《NeuroImage》。(浙江省认知障碍评估技术研究重点实验室 廖旭红)