在静息态脑功能及人类功能连接组的研究中，关注的焦点一直集中在大尺度不同脑区的功能连接上，而对于局部脑功能连接目前仍处于起步阶段。尽管国内外实验室提出了某些方法来刻画功能一致性，并且其中一些方法也得到了广泛的应用。如，杭州师范大学认知与脑疾病研究中心的臧玉峰研究员和其同事于2004年提出的局部一致性指标ReHo，已经被广泛地运用于刻画静息态局部脑功能连接，特别是临床精神疾病脑功能的研究，但是，对功能一致性指标重测信度的系统考察却仍然缺失，而信度的研究对于研究人员如何选择计算方法和具体的测量指标具有至关重要的指导作用；对其影响因素的深入研究则关系到人脑功能连接组建立与计算标准的建立。
中国科学院心理研究所行为科学重点实验室百人计划学者左西年研究员领衔的“人脑功能连接组及其发展实验室”目前系统地评估了人脑功能局部一致性的重测信度，并对各种影响其信度的因素进行了深入研究，提出了高度可靠的计算流程。具体来讲：1）局部一致性具有很高的重测信度（如图1）；2）头动和非脑组织（白质和脑脊液）信号校正可以显著地改善局部一致性的重测信度（如图1B）；3）全脑信号校正显著地降低局部一致性的重测信度（如图1E）；4）5分钟扫描就可以得到较高信度局部一致性估计，在实验时间紧张的情况下，区区3分钟扫描也可以得到较好的重测信度（如图2）；5）基于2维皮层的局部一致性分析具备很高的重测信度，有利于多模态影像数据的整合分析；6）多带梯度回波成像的快速功能成像序列极大地提高了局部一致性的重测信度。 ”目前系统地评估了人脑功能局部一致性的重测信度，并对各种影响其信度的因素进行了深入研究，提出了高度可靠的计算流程。具体来讲：1）局部一致性具有很高的重测信度（如图1）；2）头动和非脑组织（白质和脑脊液）信号校正可以显著地改善局部一致性的重测信度（如图1B）；3）全脑信号校正显著地降低局部一致性的重测信度（如图1E）；4）5分钟扫描就可以得到较高信度局部一致性估计，在实验时间紧张的情况下，区区3分钟扫描也可以得到较好的重测信度（如图2）；5）基于2维皮层的局部一致性分析具备很高的重测信度，有利于多模态影像数据的整合分析；6）多带梯度回波成像的快速功能成像序列极大地提高了局部一致性的重测信度。
该研究得到了国家自然科学基金（81171409,81030028）、中国科学院心理所特聘研究员科研启动基金（Y0CX492S03）、中国科学院心理研究所行为科学重点实验室开放课题基金、美国国家精神健康研究所（NIMH）基金（R01MH083246）的资助。相应文章已在线发表于神经影像领域排名第一的期刊NeuroImage接收。（生物谷Bioon.com）
doi:10.1016/j.neuroimage.2012.10.017
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Toward reliable characterization of functional homogeneity in the human brain: Preprocessing, scan duration, imaging resolution and computational space
Xi-Nian Zuo, Ting Xu, Lili Jiang, Zhi Yang, Xiao-Yan Cao, Yong He, Yu-Feng Zang, F. Xavier Castellanos, Michael P. Milham
While researchers have extensively characterized functional connectivity between brain regions, the characterization of functional homogeneity within a region of the brain connectome is in early stages of development. Several functional homogeneity measures were proposed previously, among which regional homogeneity (ReHo) was most widely used as a measure to characterize functional homogeneity of resting state fMRI (R-fMRI) signals within a small region (Zang et al., 2004). Despite a burgeoning literature on ReHo in the field of neuroimaging brain disorders, its test-retest (TRT) reliability remains unestablished. Using two sets of public R-fMRI TRT data, we systematically evaluated the ReHo's TRT reliability and further investigated the various factors influencing its reliability and found: 1) nuisance (head motion, white matter, cerebrospinal fluid) correction of R-fMRI timeseries can significantly improve the TRT reliability of ReHo while additional removal of global brain signal reduces its reliability, 2) Spatial smoothing of R-fMRI timeseries artificially enhances ReHo intensity and influences its reliability, 3) surface-based R-fMRI computation largely improves the TRT reliability of ReHo, 4) a scan duration of 5 minutes can achieve reliableestimates of ReHo, and 5) fast sampling rates of R-fMRI dramatically increase the reliability of ReHo. Inspired by these findings and seeking a highly reliable approach to exploratory analysis of the human functional connectome, we established an R-fMRI pipeline to conduct ReHo computations in both 3-dimensions (volume) and 2-dimensions (surface).
