TIA患者のデフォルト・モード・ネットワーク

元
Altered Functional Connectivity within Default Mode Network in Patients with Transient Ischemic Attack- A Resting-State Functional Magnetic Resonance Imaging Study
2019　　9月　　中国

一過性脳虚血発作（TIA）では神経症状は24時間以内に解消し梗塞も残らない。

しかし認知障害や脳卒中を起こしやすくなることから脳の異常性をあきらかにすることは重要である。

さいきん安静時脳機能MRI（Rs-fMRI）によりデフォルト・モード・ネットワーク（DMN）の存在を確認できるようになった。

これまでの報告からDMNは認知機能に関連するとされ、脳卒中患者ではDMN内の一部の機能結合性の低下が指摘されている。

TIA患者でのDMNについてはわかっていないのでくわしくしらべてみたそうな。



TIA患者48人と年齢の一致する健常者41人について、
Rs-fMRIを実行し、DMNにについてシードベースの機能結合性評価をおこなった。



次のことがわかった。

・左の中側頭回(MTG) 角回(AG)と 内側前頭前皮質(mPFC)および後帯状皮質(PCC) 楔前部(Pcu)との機能結合性が健常者にくらべあきらかに低下していて、

・さらにmPFCと右Pcu,左PCC,左AG, および右Pcuと左PCCの結合性の低下も見られた。

・1年後までに次の虚血イベントを経験した患者では、mPFCと左PCCとの結合性が有意に低下していた。

・臨床症状、生理学的、生化学的マーカーと機能結合性との関連は確認できなかった。

TIA患者のデフォルト・モード・ネットワークには結合性の異常な箇所がいくつか見られた。そのうち内側前頭前皮質と左の後帯状皮質との結合性低下は虚血イベントの再発と関係がありそうだった、



というおはなし。




感想：

上の図がデフォルト・モード・ネットワークの要所。脳が安静状態のとき、これらの活動が数十秒周期で同期するんだって。

安静時fMRIでみたTIA脳の異常

nature.com：急性期の脳機能結合と予後

感覚障害の機能的ネットワーク結合

脳幹梗塞のデフォルト・モード・ネットワーク

心房細動患者のデフォルトモードネットワークに異常

脳卒中後うつ患者の脳内ネットワーク

脳卒中後うつのfALFF解析

脳卒中後のうつ不安とデフォルトモードネットワーク

メンタルプラクティス＋理学療法の効果を脳のネットワーク的に見ると、、

脳卒中患者のデフォルト・モード・ネットワークは…

脳卒中患者のデフォルト・モード・ネットワークは…

元
Significance of longitudinal changes in the default-mode network for cognitive recovery after stroke.
2014　　6月　　韓国

脳卒中患者の認知機能の回復過程はよくわかっていない。

そこで、基底状態にある脳活動を表すデフォルト・モード・ネットワークとの関連を脳機能MRIを使って調べてみたそうな。


右脳損傷の11人の脳卒中患者と11人の健常人について安静時のfMRIを発症1か月、3ヶ月、6ヶ月後に撮影し、デフォルト・モード・ネットワークと認知機能の回復状況との関連を解析した。


次のようになった。

・発症1か月後の脳卒中患者では後帯状皮質、楔前部、内側前頭回のデフォルト・モード・ネットワーク連結性が大きく低下していた。

・3ヶ月後にはこれら脳領域のデフォルト・モード・ネットワーク連結性は元に戻っていた。

・損傷を受けていない側の脳の背外側前頭前野のデフォルト・モード・ネットワーク連結性が認知機能の回復と著しい相関があった。

・これは脳損傷で低下した認知機能の代償的なプロセスと考えられた。

回復過程にある脳卒中患者のデフォルト・モード・ネットワークの変化と認知機能に影響する脳領域を示すことができた、


というおはなし。


感想：

デフォルト・モード・ネットワークってなんぞや？と思い検索してみると、、、面白かった。

浮かび上がる脳の陰の活動

キーワードトレンドをみると、4,5年まえから急に注目されている。


[デフォルト・モード・ネットワーク]の関連記事

脳幹梗塞のデフォルト・モード・ネットワーク

元
Decreased functional connectivity within the default-mode network in acute brainstem ischemic stroke
2018　　7月　　中国

脳幹部の梗塞患者には認知障害がおおいと言われている。

いっぽうMRIで安静時の脳画像を時系列的に撮影したときに0.1ヘルツ未満の信号強度変化が観測される。この信号変化と脳の各部位との関係性の一部をデフォルトモードネットワーク（DMN）と呼ぶ。これまでDMNの結合性低下と認知障害との関連がいくつも報告されている。

そこで、脳幹梗塞患者のDMNと関連要因についてしらべてみたそうな。


急性脳幹梗塞の患者21人と健常者25人について安静時MRI撮影を行い、independent component analysis (ICA)でDMNを検出した。

DMNの機能結合性と臨床パラメータとの関連を解析したところ、


次のようになった。

・脳幹梗塞患者では右内側前頭前皮質および右楔前部の機能結合性が低下していた。

・脳幹梗塞患者でのこの機能結合性の低下は 高ホモシステインレベルとあきらかな関連をしめしていた。

脳幹梗塞でのデフォルトモードネットワークの機能結合性の低下はホモシステインレベルの上昇と関連していた。これは脳幹梗塞と認知障害についての神経病理的プロセスを反映しているのかも、、


というおはなし。


感想：

なにも考えずに寝ているだけの脳活動から 「ボケ」がわかっちゃうのがDMN。

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心房細動患者のデフォルトモードネットワークに異常

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Default Mode Network Disruption in Stroke-Free Patients with Atrial Fibrillation.
2018　　3月　　ブラジル

歳をかさねると心房細動がおきやすくなり脳卒中のリスクが高まる。たとえ脳卒中にならなくても心房細動が認知障害のリスクを上げるという報告が増えている。しかしそのメカニズムはよくわかっていない。

いっぽう安静時の脳活動パターンである "デフォルトモードネットワーク"（DMN）がアルツハイマー病やパーキンソン病、てんかんの患者で異常をしめすことがわかっている。

そこで脳卒中でない心房細動患者にDMNの異常がないかしらべてみたそうな。


脳卒中や認知症でない心房細動患者21人と同年齢の健常者21人について、
安静時のfMRI検査をおこないDMNを評価した。


次のことがわかった。

・健常者にくらべ心房細動患者のDMNは、前頭葉（左中前頭回、左上前頭回、前帯状皮質）と左角回、両側楔前部のコネクティビティ（接続性）が減少していた。

脳卒中でない心房細動患者のデフォルトモードネットワークの接続性はふつうではなかった。これをみれば将来の認知障害を予測できるかも、、


というおはなし。


感想：

高度なIT技術を脳科学に活かしたかのようなネーミングと、目を閉じて寝ているだけでデータ取得できるシンプルさがウケているんだとおもう。

なにを意味しているのかはよくわからないけど、、

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脳卒中後のうつ不安とデフォルトモードネットワーク

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Depression and anxiety symptoms are associated to disruption of default mode network in subacute ischemic stroke.
2016　　10月　　ブラジル

脳卒中後のうつや不安のメカニズムはよくわかっていない。

いっぽう安静時の脳活動でもあるデフォルトモードネットワーク（DMN）は感情プロセスに深く関わっているという。

そこで脳卒中後うつ不安患者のDMNとの関連を調べてみたそうな。


脳梗塞患者34人について、うつ、不安、認知機能の評価をおこなった。
安静時fMRIから各領域のDMN機能的接続性を評価し関連を解析したところ、


次のことがわかった。

・うつや不安の症状は 左下頭頂小葉と基底核についてのDMNの機能的接続性の高まりとつよい関連があった。

・特にうつ症状は左下頭頂小葉の機能的接続性と関連し、

・不安症状は小脳、脳幹、右中前頭回と関連があった。

脳卒中後のうつや不安は 脳の特定の損傷位置が原因というよりはネットワークの機能不全によるものかもしれない、


というおはなし。



感想：

DMNのリズムってものすごいゆっくりなんだよね、、

脳卒中患者のデフォルト・モード・ネットワークは…

メンタルプラクティス＋理学療法の効果を脳のネットワーク的に見ると、、

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Functional organization and restoration of the brain motor-execution network after stroke and rehabilitation
2015　　3月　　アメリカ

脳の運動に関係する複数の領域は、なにもしていない状態でも低い周期（＜0.1Hz）で同期して情報のやりとりをしている。

脳卒中によってこのネットワークがどう影響を受け、メンタルプラクティスや理学療法などのリハビリでこれがどのように回復するのか実験してみたそうな。


亜急性期の脳卒中患者13人と健常者17人についてグループ分けし、

*メンタルプラクティスのみ　または、
*メンタルプラクティス＋理学療法

を1日4時間x2週間行い、その影響をfMRIで調べた。

fMRI 結果から 脳の5箇所の領域（左右の一次運動野と前運動皮質、補足運動野）のネットワークのつながりを解析した。


次のことがわかった。

・健常者も脳卒中患者も0.06-0.08Hzで脳のネットワークが同期していた。

・脳卒中患者では活動が低下しているネットワークパターンがあった。

・この低下したネットワークパターンはメンタルプラクティスのみでは改善しなかった。

・メンタルプラクティス＋理学療法のグループでこのネットワーク活動が回復し、

・実際の運動機能の回復にも反映していた。

メンタルプラクティスと理学療法を組み合わせたリハビリは非常に効果的であり、脳機能ネットワークを調べることでリハビリ成果を評価できるかもしれない、


というおはなし。




感想：

ちかごろ話題のデフォルト・モード・ネットワークってやつか、、

脳卒中後うつ患者の脳内ネットワーク

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A Study of the Brain Abnormalities of Post-Stroke Depression in Frontal Lobe Lesion.
2017　　10月　　中国

脳卒中後のうつ症状は患者の30-60%に見られリハビリの大きなさまたげになる。

そのメカニズムはいまだよくわかっていない。いくつかのネットワーク仮説が提唱されてきたがいずれの研究も病変位置がさまざまな患者をひとまとめにして評価していた。

今回、もっともよくあるタイプの前頭葉脳卒中のうつ患者に限定して、
脳の各部分の体積変化を評価するvoxel-based morphometry (VBM)と
安静時脳機能MRI(rs-fMRI)から脳の部位間の同期的機能結合(FC)を評価する方法を
組み合わせてしらべてみたそうな。


前頭葉に梗塞のある脳卒中患者30人について
うつ程度を評価するテストと
MRIの解剖画像および安静時のBOLD画像を撮影して関連を解析したところ、


次のことがわかった。

・うつ患者の前頭前皮質と辺縁系、運動皮質の灰白質体積が減少していた。

・前帯状皮質を起点にしたとき、前頭前皮質、帯状皮質、運動皮質との機能結合は低下し、海馬回、海馬傍回、島皮質、扁桃体との機能結合は増加していた。

・病変のある側の脳半球は活動が低下していた。

脳卒中後うつ患者では前頭前野から辺縁系にかけてのネットワークのはたらきが気分に影響していた。さらに運動皮質やデフォルトモードネットワークもまきこんだネットワークも脳卒中後うつに影響していると考えられた、


というおはなし。


感想：

そんなことだろうと思っていたよ。

[うつ　ネットワーク]の関連記事

nature.com：急性期の脳機能結合と予後

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Cerebral Motor Functional Connectivity at the Acute Stage- An Outcome Predictor of Ischemic Stroke
2018　　11月　　台湾

脳卒中の回復予測は神経症状の重さや梗塞の体積 位置をもとにしておこなわれているがあまりあてにならない。梗塞がちいさいからといって回復良好になるともかぎらない。

いっぽう安静時fMRIは通常のMRI検査に付け加えることができ、被験者に検査中の課題をあたえる必要がない便利なツールである。

安静時fMRIをつかうと脳の異なる部位どうしが同期して活動している程度(Functional Connectivity：機能結合)を評価することができる。

運動ネットワークの機能結合が脳損傷後の数時間内に低下することや運動障害の回復にともない変化することがわかっている。

これまで脳卒中の機能結合にかんする研究は急性期のものがほとんどなくサンプル数もとてもすくなかったので、急性期の患者をたくさんしらべてみたそうな。

感覚障害の機能的ネットワーク結合

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Functional network connectivity is altered in patients with upper limb somatosensory impairments in the acute phase post stroke: A cross-sectional study.
2018　　10月　　ベルギー

脳は安静時であっても非常に低周期の活動をしている。これをMRIの信号強度の変化として観測することができ、部位ごとの周期活動への同期性からデフォルトモードネットワークや背側注意ネットワークなどが分類されている。

脳卒中患者の機能障害とこれらネットワーク的なつながりとの関連が報告されているが、体性感覚障害のそれについては報告がきわめて少ないのでくわしくしらべてみたそうな。


脳卒中の急性期で上肢に体性感覚障害のある患者19人について、
感覚障害を複数の指標、light touch, pressure, pinprick, sharp-dull discrimination, stereognosis, two point discrimination, perceptual thresh-hold of touch,
で測定した。

また、MRIで安静時のBOLDシグナル観測を行い、
脳半球間、脳半球内での機能的結合性との関連を解析したところ、


次のことがわかった。

・重度の体性感覚障害の患者は軽度患者にくらべ、脳半球間および損傷脳半球内での機能的結合性があきらかに低かった。

・特に触覚しきい値と軽い接触、立体認知との関連がつよかった。

感覚麻痺のつよい脳卒中患者ほど、脳半球間および損傷脳半球内での体性感覚関連の機能的結合性が低かった、


というおはなし。




感想：

fMRIのFunctional network connectivity は
データ取得がひじょうに簡単で、
職人的読影能力が必要とされないいっぽう、
AIと相性がよさそうな点でこんごに期待している。

声楽を聴くと言語回復する理由

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Vocal music enhances memory and language recovery after stroke- pooled results from two RCTs

202０　　10月　　フィンランド

これまでの研究では、日常的に音楽を聴くことが脳卒中の回復を助けることが示唆されているが、この効果を促進する刺激および神経のメカニズムについてはほとんど知られていない。

いっぽう 声楽（vocal music）には脳内の広範な両側ネットワークに関与しているという神経画像学的証拠がある。

そこで、声楽が脳卒中後の認知 言語回復や神経可塑性の向上に、器楽（instrumental music）やスピーチよりも効果的であるかどうかを確かめるべく 実験してみたそうな。

安静時fMRIでみたTIA脳の異常

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The Local Brain Abnormalities in Patients With Transient Ischemic Attack- A Resting-State fMRI Study
2019　　１月　　中国

TIA（一過性脳虚血発作）は症状が一時的ではあるがのちの認知症リスクは4倍で、3分の1はなんらかの認知障害を経験するという。TIAのあと脳の萎縮や血液還流の低下が報告されているが脳機能に与えるくわしいメカニズムはわかっていない。

安静時の脳機能MRI（rs-fMRI）は患者にタスクを課すことなくただ寝かせておくだけで脳機能をしらべることができる方法として期待されている。

これまでrs-fMRIについて数々の解析方法（FC,graph theory,ICAなど）が提唱されているが、

fMRI信号の低周波成分（0.01-0.08Hz）のゆらぎのおおきさを示すALFF（amplitude of low frequency fluctuation）および

同期するボクセルの拡がりを示すReHo（regional homogeneity）、

ネットワーク全体での重要性のDC（degree centrality）、
の３つの指標が近年ちゅうもくされている。

そこでTIA患者について ALFF, ReHo, DC を健常者との比較として評価してみたそうな。



平均年齢41、TIA患者48人と健常者41人について安静時 全脳のfMRIデータおよび血液 血圧検査をおこない、比較 解析したところ、



次のことがわかった。

・自発的神経活動を反映するALFFは健常者にくらべTIA患者の左中側頭回であきらかな低下を示し、

・DCもまた右の下前頭回の三角部で低下していた。

・ReHoにグループ間で差はなかった。

・これらの局所異常と血液血圧検査結果との関連はなかった。

TIA患者の安静時fMRIから、ALFFとDCの局所的な低下を確認することができた。病気メカニズムの理解に役立つかもしれない、


というおはなし。




感想：

脳の安静時ネットワークにはデフォルトモードネットワークのほかいろんな種類があって 脳はいろいろといそがしいようだ。ぼーっとしていてもお腹がすく理由はこれかな。

脳卒中後うつのfALFF解析

脳卒中後うつのfALFF解析

元
Fractional amplitude of low-frequency fluctuations (fALFF) in post-stroke depression.
2017　　7月　　オーストラリア

脳卒中後のうつは回復をさまたげ生活の質を低下させる。

これが由来する脳の部位や神経メカニズムについてはいまだよくわかっていない。

近年、安静時fMRIの解析により脳の中の自発的な結合性の変化を観測できるようになり、脳卒中後うつ患者でデフォルトモードネットワークの結合性低下が報告されている。

安静時fMRIの他の解析方法として低周波数成分の強度変動が全体に占める割合 fALFF(fractional amplitude of low frequency fluctuations)を評価する方法があるので、これで脳卒中後うつをしらべてみたそうな。


発症後3ヶ月の脳卒中患者64人について安静時fMRIを測定し、0.01-0.08HzについてfALFFを解析したところ、


次のことがわかった。

・20人がうつ症状を示していた。

・非うつ患者にくらべうつ患者では左の背外側前頭前皮質と右の中心前回でfALFFが有意に高く、

・左の島皮質でうつスコアとfALFFの明らかな相関が見られた。

・うつの有無が0.01-0.027 Hzに、うつの重症度が0.027-0.073 Hzに反映されていた。

安静時fMRIのfALFF解析により脳卒中後うつの自発的神経活動の異常な部位と周波数レンジを感度よく特定することができた、


というおはなし。


感想：

1周期が30秒前後ある脳の律動ってのはいったいなんなのかね？

心房細動あると認知障害なの？

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Predictive role of atrial fibrillation in cognitive decline: a systematic review and meta-analysis of 2.8 million individuals

2022　　1月　　オーストラリア

心房細動と認知障害との関連およびそのメカニズムについてメタアナリシスをこころみたそうな。