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基于癫痫患者立体脑电信号的人类顶内沟皮层功能定位与相关脑网络的研究

基于癫痫患者立体脑电信号的人类顶内沟皮层功能定位与相关脑网络的研究
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  • 批准号:81641053
  • 批准年度: 2016年
  • 学科分类:神经电活动异常与发作性疾病(H0913) |
  • 项目负责人:张凯
  • 负责人职称:主任医师
  • 依托单位:北京市神经外科研究所
  • 资助金额:10万元
  • 项目类别:应急管理项目
  • 研究期限:2017年01月01日 至 2017年12月31日
  • 中文关键词: 电信号;人类;皮层;定位;网络
  • 英文关键词:intraparietal sulcus;stereoelectroencephalography;cortical mapping;brain network;parietal eye field

项目摘要

中文摘要

顶叶癫痫症状复杂,致痫灶定位困难,发作期症状中常出现眼球异常运动的表现。目前顶叶支配眼球运动的脑区虽被定位在顶内沟皮层,但具体位置不详,给癫痫术前评估症状学分析带来极大不便。此外,顶内沟皮层还可能涉及运算等高级认知功能,顶内沟皮层的功能连接同样研究较少。本研究基于人类的立体脑电平台,借助局部场电位电信号分析、皮层电刺激条件下的行为学分析、任务态与静息态功能磁共振、皮层-皮层诱发电位等手段对顶内沟皮层功能定位与相关脑网络进行研究。研究内容包括:(1)对顶内沟皮层的眼区进行精细定位;(2)探索顶内沟皮层在数字处理以及运算过程中的作用;(3)明确顶内沟皮层与其他眼区之间的功能连接关系。研究结果将有助于提高顶叶癫痫患者的症状学分析与致痫灶定位诊断水平,减少手术可能造成的神经功能损伤;同时阐明顶内沟皮层的功能定位、探索神经网络连接,加深我们对顶内沟皮层功能的理解。

英文摘要

The semiology of parietal lobe epilepsy is complex and it is difficult to localize of epileptogenic zone. The ictal semiology often include abnormal eye movements. The parietal eye field is located in the intraparietal sulcus, but the precise location is largely unknown, which brings trouble to presurgical evaluation. Besides, intraparietal sulcus may be involved in higher cognitive functions such as calculation and function networks of different eye fields remain unclear. This study intends to take functional mapping of human intraparietal sulcus through stereo-electroencephalograph signals, behavior analysis under cortex electrical stimulation, task-dependent and resting fMRI and cortico-cortical evoked potentials to explore the function of intraparietal sulcus and related brain networks. The research contents include: (1) to locate the parietal eye field precisely; (2) to explore the role of intraparietal sulcus in numeral processing and calculation; (3) to depict the related brain network between the intraparietal sulcus cortex and other brain region. The results will help us analyze ictal semiology in patients with parietal lobe epilepsy, localize the epileptogenic zone, and reduce the potential surgery related neurological deficit. We will also reveal the functional localization of the intraparietal cortex and explore the related brain networks to enhance our understanding of the intraparietal cortex.

结题摘要

课题执行期间,与课题组合作单位共同完善了颅内脑电科研平台,具体实现手段包括认知范式编写、数据采集、数据整理、脑电后处理、神经影像后处理技术,为高质量的脑科学研究打下了牢固的基础。本研究以接受IPS皮层颅内电极植入的部分性癫痫患者作为研究对象,通过行为学实验、静息态fMRI、high γ频段局部场电位记录以及CCEP等方法证明了(1)顶内沟(intraparietal sulcus,IPS)皮层对于数字以及符号等多种其它多种类别的视觉客体不具有特异性响应,但对于视觉刺激中所有客体的出现具有较为一致的锁时响应,说明IPS皮层参与视觉注意(visual attention)功能,在此基础上本研究进一步研究了IPS皮层在视觉注意网络中的作用;(2)经典心理学观点认为眼动(主要指扫视运动)是大脑皮层控制视觉注意活动的行为学体现,与视觉注意活动密不可分,因此课题组在分类刺激任务结果的基础上,选择视觉注意而非单纯的眼动行为作为进一步的研究方向,结果显示,IPS皮层是背侧注意网络(dorsal attention network)的重要节点,参与视觉注意的自下而上(bottom-up)与自上而下(top-down)的调节。此外,研究还发现背侧注意网络与凸显网络(salience network)中的关键节点(前岛叶皮层与前扣带回背侧皮层)对渐始持续表现任务(gradual-onset continuous performance task, gradCPT)中的偏差刺激产生共同激活的现象,并从颅内电生理的角度给出了高级别证据,随后课题组继续对共同激活脑区的网络拓扑属性进行了研究;(3)借助CCEP与静息态功能磁共振的研究手段,本研究对于gradCPT任务中偏差刺激出现时共同激活脑区之间的有效连接与功能连接进行了分析,描绘了IPS皮层、额叶背外侧皮层(dorsal lateral prefrontal cortex,DLPFC)、前扣带回背侧皮层(dorsal anterior cingulate cortex, dACC)、前岛叶皮层(anterior insular cortex,AIC)以及眶额皮层(orbital frontal cortex, OFC)相互之间的有效连接与功能连接与拓扑属性,为顶内沟皮层相关的脑网络属性提供了宝贵信息。

评估说明

    国家自然科学基金项目“基于癫痫患者立体脑电信号的人类顶内沟皮层功能定位与相关脑网络的研究”发布于爱科学iikx,并永久归类于相关科学基金导航中,仅供广大科研工作者查询、学习、选题参考。国科金是根据国家发展科学技术的方针、政策和规划,以及科学技术发展方向,面向全国资助基础研究和应用研究,发挥着促进我国基础研究源头创新的作用。国科金的真正价值在于它能否为科学进步和社会发展带来积极的影响。

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