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新型生物医学技术的临床应用有赖于建立参考值，以便将个体患者与之进行比较。在静息态功能磁共振成像（rsfMRI）中，大多数生物标志物研究依赖于病例-对照范式，而该范式的基础假设往往并不成立，因为疾病通常具有异质性，从而限制了生物标志物的泛化能力。规范模型通过刻画个体相对于参考人群的偏离情况，提供了一种互补性的替代方案。然而，在rsfMRI领域，规范模型几乎仅应用于功能连接，而对年龄轨迹和性别效应的关注有限。我们通过构建四种rsfMRI指标的空间规范模型来弥补这些空白，这些指标能够在年龄和性别维度上捕捉血氧水平依赖（BOLD）信号的互补特征。我们整合了五个公开可用的数据集，形成了一个由1,978名10至30岁参与者组成的样本。针对110个灰质脑区中的每一个脑区，计算了四项指标：低频振幅（ALFF）、低频振幅分数（fALFF）、区域同质性（ReHo）和Hurst指数。针对每项指标，拟合了一个基于具有非高斯似然的分层贝叶斯回归的机器学习模型，用于建模非线性的年龄效应、性别以及多站点采集效应。四项指标的模型校准均表现良好，其中fALFF显示出最强的预测性能，而Hurst指数最弱。对于每项指标，规范轨迹在不同脑区之间存在差异，但总体而言，各分布的中位数在不同脑区之间保持有界，而分布离散程度则表现出更强的区域变异性。四项指标均表现出以负斜率为主的年龄效应，表明在该年龄窗口内，各项指标均随年龄增长而下降。本研究为四种能够捕捉BOLD信号不同特征的rsfMRI指标提供了规范性参考，补充了病例-对照范式，并支持个体水平推断。
新型生物医学技术的临床应用有赖于建立参考值，以便将个体患者与之进行比较。在静息态功能磁共振成像（rsfMRI）中，大多数生物标志物研究依赖于病例-对照范式，而这一范式的基本假设往往并不成立，因为疾病通常具有异质性，从而限制了生物标志物的泛化能力。规范化建模通过相对于参考人群刻画个体偏离情况，提供了一种互补性的替代方案。然而，在rsfMRI领域，规范化建模几乎仅应用于功能连接，对于年龄轨迹和性别效应关注有限。我们通过构建四种rsfMRI指标的空间规范化模型来弥补这些空白，这四种指标能够在年龄和性别维度上捕捉血氧水平依赖（BOLD）信号的互补特征。
本研究汇总了五个公开可用的数据集，形成了一个包含1,978名参与者的样本，年龄范围为10至30岁。针对110个灰质脑区中的每一个脑区，计算了四项指标：低频振幅（ALFF）、低频振幅分数（fALFF）、区域同质性（ReHo）和Hurst指数。针对每项指标，拟合了一个基于具有非高斯似然的层级贝叶斯回归的机器学习模型，用于建模非线性的年龄效应、性别以及多站点采集因素。四项指标的模型均表现出良好的校准性，其中fALFF显示出最强的预测性能，而Hurst指数最弱。对于每项指标，其规范化轨迹在不同脑区间存在差异，但总体而言，各分布的中位数在脑区间保持有界，而分布离散程度则表现出更明显的区域变异性。四项指标均呈现以负斜率为主的年龄效应，表明在该年龄窗口内，各项指标均随年龄增长而下降。
本研究为四种能够捕捉BOLD信号不同特征的rsfMRI指标提供了规范化参考，补充了病例-对照范式，并支持个体水平的推断。
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.05.28.728381v1?rss=1
🏷️ 静息态功能磁共振 规范建模 分层贝叶斯回归 脑功能指标 年龄效应