論文題目：

Altered functional and directed connectivity in propofol-induced loss of consciousness: A source-space resting-state EEG study

中文翻譯：異丙酚引起的意識喪失中功能和定向連接的改變：源空間靜息狀態(tài)腦電圖研究

期刊：Clinical Neurophysiology

作者：Yali Chen, Shitong Li, Fan Wu, Ling Zou, Jun Zhang

單位：

復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院麻醉科；復(fù)旦大學(xué)上海醫(yī)學(xué)院腫瘤學(xué)系,上海,200032

復(fù)旦大學(xué)華山醫(yī)院麻醉科,上海,200040

常州大學(xué)微電子與控制工程學(xué)院,江蘇 213164

浙江省腦機協(xié)同智能省重點實驗室,杭州 310018

發(fā)表時間：2022年8月

發(fā)表網(wǎng)址：https://doi.org/10.1016/j.clinph.2022.08.003

背景：

全身麻醉可能會破壞由功能連接（FC；無向連接）和定向信息流（定向連接）測量的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通信。我們試圖描述異丙酚對皮層-皮層無向和有向功能連接的狀態(tài)依賴性影響。

方法

實驗被試：

采集了年齡在18歲至60歲之間，接受非心臟手術(shù)的14名成年患者進(jìn)行研究。在清醒 (AWA) 或丙泊酚誘導(dǎo)的中度鎮(zhèn)靜 (SED) 或意識喪失 (LOC) 狀態(tài)下進(jìn)行手術(shù)。并進(jìn)行 256 通道高密度腦電圖采集腦電數(shù)據(jù)。

腦電實驗設(shè)備：

使用高密度256通道腦電圖系統(tǒng)（Electronic Geodemics Inc.[EGI]），在閉眼AWA、SED和LOC狀態(tài)期間記錄靜息狀態(tài)下腦電圖信號。根據(jù)每個患者的頭圍，為其選擇合適的256通道電極帽（HydroCel），并確保所有頭皮電極的阻抗均小于5 kΩ。采樣頻率、帶通濾波器和陷波參數(shù)設(shè)置分別為1000 Hz、0.1–100 Hz和50 Hz，在線參考電極Cz。

數(shù)據(jù)預(yù)處理：

原始EEG數(shù)據(jù)使用NetStation軟件以原始格式導(dǎo)出并使用EEGLAB工具箱離線處理。首先通過設(shè)置為0.3Hz的高通濾波和設(shè)置為48Hz的低通濾波進(jìn)行濾波以最小化波形。通過視覺檢查移除壞通道并替換為相鄰三個數(shù)據(jù)的平均值。接下來，使用獨立分量分析（ICA）算法將信號分解為獨立分量（IC）。剔除代表眨眼、面部肌電圖和其它非腦電信號的ICs成分，通過反向投影僅包含大腦信號。使用源空間腦電圖，估計了 68 個感興趣皮層區(qū)域的神經(jīng)元振蕩活動。使用加權(quán)相位滯后指數(shù)分析功能連接。使用定向相轉(zhuǎn)移熵 (dPTE) 計算定向連通性以及雙側(cè)前額葉、額葉、頂葉和枕葉區(qū)域信息流的量度。

 

 

結(jié)果

與清醒AWA 和 SED 狀態(tài)相比，LOC 期間的 FC 強度明顯降低。dPTE 分析顯示異丙酚誘導(dǎo)的定向連接發(fā)生顯著變化。在 alpha 波段，AWA 中前額到前額的信息流明顯強于 SED ( p =0.033) 和 LOC 狀態(tài) ( p =0.033)。LOC 期間頂葉到額葉 dPTE 明顯弱于 AWA ( p = 0.033) 和 SED 狀態(tài) ( p = 0.007)。最后，在 LOC 期間丟失了枕額到額葉的連接，而不是在 AWA 狀態(tài)（p=0.001)。在 beta 波段，AWA 狀態(tài)下主要的枕額到額葉方向的信息流在 LOC 期間逐漸轉(zhuǎn)換為前額到枕葉方向。

 

結(jié)論

異丙酚引起的無意識以功能連接和前后（前饋）定向連接的減少為標(biāo)志，這可能有助于區(qū)分由異丙酚給藥引起的不同意識狀態(tài)。

意義

該研究表明，異丙酚對皮層-皮層無向和有向功能連接產(chǎn)生狀態(tài)依賴性影響，支持異丙酚通過破壞網(wǎng)絡(luò)相互作用和皮層協(xié)調(diào)而導(dǎo)致意識喪失的觀點。

 

參考文獻(xiàn)：

Yali Chen, Shitong Li, Fan Wu, Ling Zou, Jun Zhang,Altered functional and directed connectivity in propofol-induced loss of consciousness: A source-space resting-state EEG study,Clinical Neurophysiology,2022,ISSN 1388-2457,https://doi.org/10.1016/j.clinph.2022.08.003.

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