為刻畫人腦自發(fā)活動(dòng)的特征，研究人員基于靜息態(tài)功能磁共振（R-fMRI）提出了計(jì)算指標(biāo)。常用指標(biāo)包括低頻振幅（amplitude of low frequency fluctuations, ALFF）、比率低頻振幅（fractional amplitude of low frequency, fALFF）、局部一致性（regional homogeneity, ReHo）、節(jié)點(diǎn)中心度（ DC）、全局信號(hào)相關(guān)（global signal correlation, GSCorr）、體素鏡像同倫連接（voxel-mirrored homotopic connectivity, VMHC）等。從理論角度看，不同指標(biāo)源于不同的定義和理論基礎(chǔ)，但這些指標(biāo)在實(shí)踐中的一致性（concordance）仍需進(jìn)一步探索。

近日，*心理研究所行為科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室嚴(yán)超贛研究組全面檢驗(yàn)了 5 種 R -fMRI 常見指標(biāo)的被試間變異和被試內(nèi)（隨時(shí)間的）變異，創(chuàng)新性地從動(dòng)態(tài)的角度探索指標(biāo)間的一致性。研究計(jì)算了 ALFF/fALFF、ReHo、DC、GSCorr、VMHC 等五種 R -fMRI 腦自發(fā)活動(dòng)指標(biāo)，并利用滑動(dòng)時(shí)間窗分析（sliding time-window analysis）計(jì)算了上述指標(biāo)隨時(shí)間變化的動(dòng)態(tài)特性；計(jì)算了各指標(biāo)在靜態(tài)層面和動(dòng)態(tài)層面的一致性；通過回歸模型分析了年齡因素對(duì)指標(biāo)間一致性的影響。

結(jié)果顯示，在指標(biāo)的動(dòng)態(tài)性方面，ALFF/fALFF 在認(rèn)知區(qū)域（如默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)，背外側(cè)前額葉）隨時(shí)間表現(xiàn)出較低的變異，而在初級(jí)感覺運(yùn)動(dòng)區(qū)域的變異較高；相反 ReHo 和 DC 則均隨時(shí)間在全腦都有較高的變異性。在確認(rèn)各指標(biāo)具有動(dòng)態(tài)特征的基礎(chǔ)上，研究發(fā)現(xiàn)，使用滑動(dòng)時(shí)間窗計(jì)算的各動(dòng)態(tài)指標(biāo)（如動(dòng)態(tài) ALFF、ReHo 等）間具有一致性，這與靜態(tài)角度計(jì)算結(jié)果一致。這種一致性排除頭動(dòng)、呼吸、心跳等干擾因素的影響，并無法通過人工模擬數(shù)據(jù)計(jì)算得到。在體素水平上，無論是從動(dòng)態(tài)還是靜態(tài)角度，人腦灰質(zhì)區(qū)域各指標(biāo)間一致性較高，而白質(zhì)區(qū)域指標(biāo)一致性較低。此外，體素水平的 R -fMRI 指標(biāo)一致性與年齡存在負(fù)相關(guān)（年齡越大，指標(biāo)一致性越低，尤其是皮下核團(tuán)區(qū)域）。

研究探尋了這種內(nèi)在一致性的生理原因，發(fā)現(xiàn)更高的一致性與各個(gè)具體指標(biāo)（如 ALFF、ReHo 等）的更高水平有關(guān)；發(fā)現(xiàn)各 R -fMRI 指標(biāo)和指標(biāo)間一致性均隨掃描時(shí)間增加，結(jié)合前人研究推斷這種增加或與疲勞、喚醒降低有關(guān)；通過動(dòng)態(tài)分析發(fā)現(xiàn)，指標(biāo)高一致性的時(shí)間段內(nèi)具有更高的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)與網(wǎng)絡(luò)間功能連接，暗示了更普遍的功能網(wǎng)絡(luò)間分離與整合的特性。

研究通過對(duì) R -fMRI 指標(biāo)在被試間 / 被試內(nèi)一致性的全面檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)不同指標(biāo)在被試內(nèi)和被試間均顯示出高度的共變特性，反映出它們對(duì)自發(fā)腦活動(dòng)的測(cè)量存在內(nèi)在一致性；暗示人腦自發(fā)活動(dòng)中隨時(shí)間或發(fā)生全局性波動(dòng)，這種自發(fā)產(chǎn)生的變異可能導(dǎo)致腦區(qū)間連接的變異。

研究工作由心理所、美國紐約大學(xué)兒童與青少年精神病學(xué)系與美國內(nèi)森克蘭精神病學(xué)研究所合作完成，受到國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金、國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究（973）計(jì)劃、中科院百人計(jì)劃項(xiàng)目基金、北京市科委專項(xiàng)基金、美國國立健康研究院基金和美國兒童心理研究所基金等的支持。研究結(jié)果發(fā)表在 Science Bulletin 上。

圖 1. 靜態(tài)和動(dòng)態(tài) R -fMRI 指標(biāo)的空間圖譜

（A）靜態(tài) R -fMRI 指標(biāo)的 T 檢驗(yàn)圖。（B）動(dòng)態(tài) R -fMRI 指標(biāo)的變異系數(shù)（CV）T 檢驗(yàn)圖

下方為參考 Yeo et al. (2011) 中的七網(wǎng)絡(luò)模型，各網(wǎng)絡(luò)內(nèi)平均動(dòng)態(tài) R -fMRI 指標(biāo)的變異系數(shù)（CV）

圖 2. 組水平的 R -fMRI 指標(biāo)一致性 （A）使用真實(shí)數(shù)據(jù)計(jì)算的指標(biāo)靜態(tài)一致性（B）使用真實(shí)數(shù)據(jù)計(jì)算的指標(biāo)動(dòng)態(tài)一致性 （C）使用打亂真實(shí)數(shù)據(jù)相位的模擬數(shù)據(jù)計(jì)算的指標(biāo)動(dòng)態(tài)一致性

圖 3. 體素水平下被試內(nèi)動(dòng)態(tài)指標(biāo)一致性的年齡效應(yīng) （A）功能一致性隨年齡增長而廣泛衰減 （B）灰質(zhì)體素平均指標(biāo)一致性與年齡呈負(fù)相關(guān)