人类大脑颅内脑电图生命周期模式的多中心标准化图谱研究

本研究针对颅内脑电图(icEEG)研究中缺乏年龄和性别效应分析的问题，通过收集15个中心的502例受试者数据，构建了首个考虑医院效应、年龄和性别因素的多中心标准化脑图谱。研究发现医院效应显著影响所有频段的icEEG图谱，年龄比性别更能预测相对频带功率(RBP)，且年龄效应呈现频段特异性。该研究为癫痫等神经系统疾病的病理组织定位提供了重要参考依据，填补了icEEG领域标准化研究的空白。

　　

在神经科学研究中，理解健康人脑功能对于识别和定位病理组织至关重要。然而，现有的颅内脑电图(icEEG)研究存在明显局限：一方面，既往研究往往忽视年龄和性别对脑电活动的影响；另一方面，由于icEEG的侵入性特点，样本量普遍偏小。这些问题严重制约了icEEG在临床和科研中的应用价值。更令人担忧的是，不同医疗中心采集的数据可能存在系统性差异，但这一关键因素在现有研究中鲜有探讨。

针对这些挑战，由Heather Woodhouse领衔的国际研究团队在《Brain Structure and Function》发表了一项突破性研究。研究人员创造性地收集了来自15个医疗中心的502例接受术前评估的癫痫患者数据，这是迄今为止规模最大的非致病性脑区icEEG研究。通过精心设计的分析方法，团队首次构建了考虑年龄、性别和医院效应的多中心标准化脑图谱，为这一领域建立了新的研究范式。

研究采用了多项关键技术：首先从502例受试者中提取70秒的发作间期icEEG片段，使用Welch方法计算功率谱密度，并分析δ(1-4 Hz)、θ(4-8 Hz)、α(8-13 Hz)、β(13-30 Hz)和γ(30-77.5 Hz)五个频段的相对频带功率(RBP)。电极触点通过Lausanne scale 36图谱定位到76个脑区。采用线性混合模型(LMM)分析年龄、性别和医院效应，其中医院作为随机效应处理。数据来自北京天坛医院等6个合作医院及公开的RAM数据集中的9个医院。

医院效应显著影响icEEG标准化图谱

研究发现医院效应对所有频段的RBP都有显著影响，解释的变异比例从5%到30%不等。通过比较三个医院的RBP(δ)与年龄关系，发现虽然个体icEEG片段看起来相似，但不同医院的数据存在系统性差异。这一发现强调了在多中心研究中考虑医院效应的重要性。

年龄和性别对相对频带功率的影响

分析显示年龄和性别仅能解释RBP的少量变异，其中最大效应出现在α频段(8%)。相比之下，医院效应解释的变异比例更高，凸显了其他未测量因素的重要性。

年龄是比性别更重要的预测因子

在所有R²_m>1%的频段中，只有包含年龄的模型能达到这一水平。性别模型的R²_m值均低于0.5%，表明在该队列中性别不是显著预测因子。通过绘制各频段RBP与年龄的关系图，证实了性别回归线几乎无法区分。

年龄效应的空间分布和频段特异性

在中颞叶等高度植入区域的分析显示，年龄效应呈现频段特异性：δ和θ频段RBP随年龄增长而下降，α和β频段则上升，γ频段无明显趋势。这种模式在整个大脑区域表现一致，未发现空间梯度。通过热图可视化各脑区的回归系数，证实了从θ到α频段的符号转换。

样本量对结果确定性的影响

研究发现样本量影响回归系数的标准误，特别是在n<150的区域。δ频段的标准误最高，α频段最低。在n≥291的区域，除θ频段外，结果趋于稳定，增强了δ、α和β频段发现的可靠性。

这项研究具有多重重要意义：首先，它证实了icEEG标准化图谱不应被视为静态快照，而应考虑年龄等动态因素。其次，研究强调了在多中心icEEG研究中必须考虑医院效应，这一发现将改变未来研究的设计和分析方式。从临床角度看，建立的年龄相关RBP变化轨迹为癫痫手术中病理组织定位提供了新工具，可辅助传统的癫痫灶定位技术。

研究也存在一些局限：样本年龄范围(4-66岁)未能覆盖完整生命周期；儿科样本比例偏低；未能控制抗癫痫药物等因素的影响。未来的研究可以扩大年龄范围、增加儿科样本、探索更高频段(如高频振荡)以及考虑非线性模型。此外，收集更详细的元数据将有助于理解医院效应的驱动因素。

这项开创性工作为icEEG研究设立了新标准，其方法论创新和重要发现将推动该领域向更精确、更可靠的方向发展。通过建立首个考虑多中心差异的icEEG生命周期图谱，研究团队为理解人脑电活动的正常变异提供了宝贵资源，为神经系统疾病的诊断和治疗开辟了新途径。