论文题目：

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

中文翻译：异丙酚引起的意识丧失中功能和定向连接的改变：源空间静息状态脑电图研究

期刊：Clinical Neurophysiology

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

单位：

复旦大学附属肿瘤医院麻醉科；复旦大学上海医学院肿瘤学系,上海,200032

复旦大学华山医院麻醉科,上海,200040

常州大学微电子与控制工程学院,江苏 213164

浙江省脑机协同智能省重点实验室,杭州 310018

发表时间：2022年8月

发表网址：https://doi.org/10.1016/j.clinph.2022.08.003

背景：

全身麻醉可能会破坏由功能连接（FC；无向连接）和定向信息流（定向连接）测量的神经网络通信。我们试图描述异丙酚对皮层-皮层无向和有向功能连接的状态依赖性影响。

方法

实验被试：

采集了年龄在18岁至60岁之间，接受非心脏手术的14名成年患者进行研究。在清醒 (AWA) 或丙泊酚诱导的中度镇静 (SED) 或意识丧失 (LOC) 状态下进行手术。并进行 256 通道高密度脑电图采集脑电数据。

脑电实验设备：

使用高密度256通道脑电图系统（Electronic Geodemics Inc.[EGI]），在闭眼AWA、SED和LOC状态期间记录静息状态下脑电图信号。根据每个患者的头围，为其选择合适的256通道电极帽（HydroCel），并确保所有头皮电极的阻抗均小于5 kΩ。采样频率、带通滤波器和陷波参数设置分别为1000 Hz、0.1–100 Hz和50 Hz，在线参考电极Cz。

数据预处理：

原始EEG数据使用NetStation软件以原始格式导出并使用EEGLAB工具箱离线处理。首先通过设置为0.3Hz的高通滤波和设置为48Hz的低通滤波进行滤波以最小化波形。通过视觉检查移除坏通道并替换为相邻三个数据的平均值。接下来，使用独立分量分析（ICA）算法将信号分解为独立分量（IC）。剔除代表眨眼、面部肌电图和其它非脑电信号的ICs成分，通过反向投影仅包含大脑信号。

使用源空间脑电图，估计了 68 个感兴趣皮层区域的神经元振荡活动。使用加权相位滞后指数分析功能连接。使用定向相转移熵 (dPTE) 计算定向连通性以及双侧前额叶、额叶、顶叶和枕叶区域信息流的量度。

结果

与清醒AWA 和 SED 状态相比，LOC 期间的 FC 强度明显降低。dPTE 分析显示异丙酚诱导的定向连接发生显著变化。在 alpha 波段，AWA 中前额到前额的信息流明显强于 SED ( p =0.033) 和 LOC 状态 ( p =0.033)。LOC 期间顶叶到额叶 dPTE 明显弱于 AWA ( p = 0.033) 和 SED 状态 ( p = 0.007)。最后，在 LOC 期间丢失了枕额到额叶的连接，而不是在 AWA 状态（p=0.001)。在 beta 波段，AWA 状态下主要的枕额到额叶方向的信息流在 LOC 期间逐渐转换为前额到枕叶方向。

结论

异丙酚引起的无意识以功能连接和前后（前馈）定向连接的减少为标志，这可能有助于区分由异丙酚给药引起的不同意识状态。

意义

该研究表明，异丙酚对皮层-皮层无向和有向功能连接产生状态依赖性影响，支持异丙酚通过破坏网络相互作用和皮层协调而导致意识丧失的观点。

参考文献：

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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