学齢期の子供たちの脳全体機能系に対する鎮静効果のグラフ理論分析

鎮静の根底にある神経生理学的メカニズム、特に学齢期の子供の根底にあるメカニズムは、ほとんど知られていないままです。最近登場した安静状態の機能的磁気共鳴画像法（RSFMRI）技術は、分布した脳領域間の脳の機能的相互作用パターンを描くことができ、鎮静誘発性の脳再編成を研究するためのユニークで強力なツールであることが証明されています。比較的多くの学齢期の子供の人口（n = 28、10.3±2。6年、範囲7〜5年）に基づいて、RSFMRIおよびグラフの理論分析を活用しているこの研究は、脳システム全体の視点から財産を転送する脳の情報の鎮静誘発性の変化を描写することを目的としています。我々の結果は、主要な意識関連領域の大幅な破壊を特徴とする局所段階の分布を備えた、脳の効率特性（それぞれP = 0.0085および0.0018、それぞれ、グローバルおよび局所効率のために）のグローバルな劣化を示しています。さらに、我々の結果は、鎮静中の意識のレベルの低下と一致する右と後部の変化を特徴とする脳の情報加工ハブの再分配を示しています。全体として、我々の発見は、鎮静誘発性の機能的再編成パターンを学齢期の子供における機能的再編成パターンを提供し、子どもたちの鎮静効果の理解を大幅に改善し、将来の鎮静関連の実験研究と臨床応用の参照として潜在的に役立つ可能性があります。

The neurophysiological mechanism underlying sedation, especially in school-aged children, remains largely unknown. The recently emerged resting-state functional magnetic resonance imaging (rsfMRI) technique, capable of delineating brain's functional interaction pattern among distributed brain areas, proves to be a unique and powerful tool to study sedation-induced brain reorganization. Based on a relatively large school-aged children population (n=28, 10.3±2.6 years, range 7-15 years) and leveraging rsfMRI and graph theoretical analysis, this study aims to delineate sedation-induced changes in brain's information transferring property from a whole brain system perspective. Our results show a global deterioration in brain's efficiency properties (p=0.0085 and 0.0018, for global and local efficiency, respectively) with a locally graded distribution featuring significant disruptions of key consciousness-related regions. Moreover, our results also indicate a redistribution of brain's information-processing hubs characterized by a right and posterior shift as consistent with the reduced level of consciousness during sedation. Overall, our findings inform a sedation-induced functional reorganization pattern in school-aged children that greatly improve our understanding of sedation's effect in children and may potentially serve as reference for future sedation-related experimental studies and clinical applications.