8.3.2　功能连通性神经反馈技术

功能连通性神经反馈技术是以调节参与者特定脑区之间的连接强度作为目标，通过反馈给参与者连接强度的大小，参与者自主调节脑区之间的连接强度向设定目标靠近，设置奖励机制，从而达到改善认知行为的目的。

从8.3.1小节解码神经反馈技术中我们知道，特定脑区有特定的功能。然而，大脑是一个整体，脑区之间的信息交流必不可少，基于图论的脑网络概念的兴起开拓了一个新的研究领域——人脑连接组学。基于现代脑成像技术和复杂网络理论，人类可以从3个空间尺度（神经元、微尺度；神经元集群、中间尺度；大脑脑区、大尺度）上进行研究，但鉴于现有技术手段，研究主要集中于脑区的尺度。近年使用最多的是采用功能核磁共振成像构建功能网络和采用弥散张量成像构建结构网络。构建脑网络后的分析一般有两类度量值，即节点属性和网络整体属性，节点属性代表局部密集互连的大脑区域组执行特殊处理程序的能力，网络整体属性代表全局信息通信的效率或处理信息的能力，常用的有小世界网络和rich-club网络，代表着大脑处理关键信息的不同模式。当大脑各个脑区之间的连接出现问题时，脑功能便不能被完整地执行，认知状态也会出现明显紊乱。研究表明，抑郁症与大脑内部结构和功能连接的改变有关，其重要脑区之间节点连接减少，全局效率降低；双相情感障碍患者大脑中全局效率与局部效率降低，脑连接异常；精神分裂症患者大脑区域连通性下降，richclub网络连接密度下降，等等。除了精神类疾病之外，还有许多疾病存在大脑连通性的改变，这些研究启示我们，将大脑连通性当作神经反馈的训练指标，将训练目标设定为向好的方向调节，就能够通过神经反馈的方式调节大脑连通性，从而改善患者的认知状态。

下面通过一个案例来具体介绍功能连通性神经反馈技术。

2019年，Sujesh等为脑卒中后出现失语症的患者构建了一个实时fMRI神经反馈系统，该系统调节患者语言相关脑区的功能连接。大脑左侧半球病变的脑卒中患者主要表现为右上肢运动功能障碍、右下肢无力以及言语紊乱或无法说话。实验参与者为脑卒中后失语患者以及年龄等与患者相匹配的健康对照组。使用1.5 T核磁设备获得实时fMRI信号，实时预处理后计算Broca区（左额下回）和Wernicke区域（左上颞回）信号之间的Pearson相关系数，该系数用于度量功能连通性。反馈信号以温度计形式呈现为蓝色，当上调达到阈值时温度计中的条显示为红色，当连通性降低时温度计的蓝色条逐渐减少。屏幕间隔呈现5个单词组成的任务序列，参与者在进行单词识别任务的条件下强化语言区域的功能连接。结果表明，与正常组相比，测试组的功能连通性在左侧半球较弱，左侧半球的连接训练后（相关系数增加）增强。基于神经反馈的上调期间，两个半球语言区域的联系得到加强，多次神经反馈训练加强了新的连接，并使左侧半球的连接恢复正常。

功能连通性神经反馈的重点在于连通性指标的设计，这需要大量基础研究的支撑。特定脑区之间的连通性与特定疾病相关，这就为神经反馈的认知干预提供了理论基础。结合实际研究可以看出，功能连通性神经反馈技术对由于大脑连通性缺失引起的认知功能下降的干预治疗具有非常大的应用潜力。