為刻畫人腦自發(fā)活動的特征，研究人員基于靜息態(tài)功能磁共振（R-fMRI）提出了計算指標。常用指標包括低頻振幅（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)點中心度（ DC）、全局信號相關（global signal correlation, GSCorr）、體素鏡像同倫連接（voxel-mirrored homotopic connectivity, VMHC）等。從理論角度看，不同指標源于不同的定義和理論基礎，但這些指標在實踐中的一致性（concordance）仍需進一步探索。

近日，*心理研究所行為科學重點實驗室嚴超贛研究組全面檢驗了 5 種 R -fMRI 常見指標的被試間變異和被試內(nèi)（隨時間的）變異，創(chuàng)新性地從動態(tài)的角度探索指標間的一致性。研究計算了 ALFF/fALFF、ReHo、DC、GSCorr、VMHC 等五種 R -fMRI 腦自發(fā)活動指標，并利用滑動時間窗分析（sliding time-window analysis）計算了上述指標隨時間變化的動態(tài)特性；計算了各指標在靜態(tài)層面和動態(tài)層面的一致性；通過回歸模型分析了年齡因素對指標間一致性的影響。

結(jié)果顯示，在指標的動態(tài)性方面，ALFF/fALFF 在認知區(qū)域（如默認網(wǎng)絡，背外側(cè)前額葉）隨時間表現(xiàn)出較低的變異，而在初級感覺運動區(qū)域的變異較高；相反 ReHo 和 DC 則均隨時間在全腦都有較高的變異性。在確認各指標具有動態(tài)特征的基礎上，研究發(fā)現(xiàn)，使用滑動時間窗計算的各動態(tài)指標（如動態(tài) ALFF、ReHo 等）間具有一致性，這與靜態(tài)角度計算結(jié)果一致。這種一致性排除頭動、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)計算得到。在體素水平上，無論是從動態(tài)還是靜態(tài)角度，人腦灰質(zhì)區(qū)域各指標間一致性較高，而白質(zhì)區(qū)域指標一致性較低。此外，體素水平的 R -fMRI 指標一致性與年齡存在負相關（年齡越大，指標一致性越低，尤其是皮下核團區(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具體指標（如 ALFF、ReHo 等）的更高水平有關；發(fā)現(xiàn)各 R -fMRI 指標和指標間一致性均隨掃描時間增加，結(jié)合前人研究推斷這種增加或與疲勞、喚醒降低有關；通過動態(tài)分析發(fā)現(xiàn)，指標高一致性的時間段內(nèi)具有更高的網(wǎng)絡內(nèi)與網(wǎng)絡間功能連接，暗示了更普遍的功能網(wǎng)絡間分離與整合的特性。

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

研究工作由心理所、美國紐約大學兒童與青少年精神病學系與美國內(nèi)森克蘭精神病學研究所合作完成，受到國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金、國家重點基礎研究（973）計劃、中科院百人計劃項目基金、北京市科委專項基金、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)和動態(tài) R -fMRI 指標的空間圖譜

（A）靜態(tài) R -fMRI 指標的 T 檢驗圖。（B）動態(tài) R -fMRI 指標的變異系數(shù)（CV）T 檢驗圖

下方為參考 Yeo et al. (2011) 中的七網(wǎng)絡模型，各網(wǎng)絡內(nèi)平均動態(tài) R -fMRI 指標的變異系數(shù)（CV）

圖 2. 組水平的 R -fMRI 指標一致性 （A）使用真實數(shù)據(jù)計算的指標靜態(tài)一致性（B）使用真實數(shù)據(jù)計算的指標動態(tài)一致性 （C）使用打亂真實數(shù)據(jù)相位的模擬數(shù)據(jù)計算的指標動態(tài)一致性

圖 3. 體素水平下被試內(nèi)動態(tài)指標一致性的年齡效應 （A）功能一致性隨年齡增長而廣泛衰減 （B）灰質(zhì)體素平均指標一致性與年齡呈負相關