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：源空間靜息狀態腦電圖研究

期刊：Clinical Neurophysiology

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

單位：

復旦大學附屬腫瘤醫院麻醉科；復旦大學上海醫學院腫瘤學系,上海,200032

復旦大學華山醫院麻醉科,上海,200040

常州大學微電子與控制工程學院,江蘇 213164

浙江省腦機協同智能省重點實驗室,杭州 310018

發表時間：2022年8月

發表網址：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）測量的神經網絡通信。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，接受非心臟手術的14名成年患者進行研究。在清醒 (AWA) 或丙泊酚誘導的中度鎮靜 (SED) 或意識喪失 (LOC) 狀態下進行手術。并進行 256 通道高密度腦電圖采集腦電數據。

腦電實驗設備：

使用高密度256通道腦電圖系統（Electronic Geodemics Inc.[EGI]），在閉眼AWA、SED和LOC狀態期間記錄靜息狀態下腦電圖信號。根據每個患者的頭圍，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設置分別為1000 Hz、0.1–100 Hz和50 Hz，在線參考電極Cz。

數據預處理：

原始EEG數據使用NetStation軟件以原始格式導出并使用EEGLAB工具箱離線處理。首先通過設置為0.3Hz的高通濾波和設置為48Hz的低通濾波進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據的平均值。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 個感興趣皮層區域的神經元振蕩活動。使用加權相位滯后指數分析功能連接。使用定向相轉移熵 (dPTE) 計算定向連通性以及雙側前額葉、額葉、頂葉和枕葉區域信息流的量度。

 

 

結果

與清醒AWA 和 SED 狀態相比，LOC 期間的 FC 強度明顯降低。dPTE 分析顯示異丙酚誘導的定向連接發生顯著變化。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 ( p =0.033)。LOC 期間頂葉到額葉 dPTE 明顯弱于 AWA ( p = 0.033) 和 SED 狀態 ( 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（p=0.001)。在 beta 波段，AWA 狀態下主要的枕額到額葉方向的信息流在 LOC 期間逐漸轉換為前額到枕葉方向。

 

結論

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志，這可能有助于區分由異丙酚給藥引起的不同意識狀態。

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生狀態依賴性影響，支持異丙酚通過破壞網絡相互作用和皮層協調而導致意識喪失的觀點。

 

參考文獻：

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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