胶质瘤患者中，分析由脑磁图确定的语言半球专业化的变化，以阐明治疗和肿瘤复发对语言网络的影响。这些患者语言网络重组的证明对预防术后功能丧失和恢复具有重要意义。在一组复发性胶质瘤患者中，通过脑磁图记录估计听觉动词生成任务期间的全脑活动。使用语言偏侧指数估计语言优势的半球，这是从任务中得出的度量。在切除之前进行初始扫描;患者随后接受了手术和辅助治疗。在重复切除之前复发时进行第二次扫描。分析扫描与人口统计学，解剖位置，病理学和辅助治疗之间的语言偏侧指数变化之间的关系。扫描之间观察到横向移位;横向偏移幅度和相对方向与语言优势的初始位置相关;侧向增加的患者比那些表现出更多双边代表的患者发生更大的变化。
　　 胶质瘤手术的指导原则是在保留功能的同时最大化肿瘤切除。对于具有假定-雄辩语言皮层病变的患者，安全的肿瘤切除依赖于区分关键功能区域与非关键周围组织。使用这种称为语言映射的过程，可以从解剖学语言皮层中去除浸润性肿瘤而不会引起新的缺陷。有时残留的肿瘤有意留下来保留神经功能。在这些患者以及复发性肿瘤患者中，已广泛报道，随着时间的推移，支持语言功能的神经回路可以重组并且关键皮质部位的位置可以改变，通常被称为功能可塑性。目前，语言重组的程度以及影响语言重组的因素尚不清楚。在这项研究中，研究人员重点关注语言偏向性的变化，这是一种计算的，无单位的，半球语言优势的全局度量，它包含了接受和表达语言电路的激活措施。
　　 为了通过脑磁图确定语言偏向性，在扫描期间进行动词生成任务。使用语言偏侧指数记录和表征神经活动，该指标包括与表达和接受语言功能相关的大脑区域中的激活，并建立语言优势的半球。语言语言偏侧指数之前已经针对颈内动脉阿巴比妥程序进行了验证，并且发现当接受和表达区域和考虑到任务的接受和表达部分的定位。因为研究人员的语言侧化算法是基于脑磁图的，所以它具有非侵入性的优点。在大多数情况下，语言语言偏侧指数可以完全取代颈内动脉阿巴比妥程序，并且经常被纳入标准的术前成像电池。通过在每次扫描时重复相同的动词生成任务，研究人员能够比较后续扫描，以逐个时间地识别语言偏侧性的变化。在这项研究中，研究人员的主要目标是评估语言偏侧性在胶质瘤患者中随时间的变化。研究人员预测，语言优势的同侧肿瘤会使语言更具双边代表性。研究人员的次要目标是确定影响语言偏侧性变化的因素。据研究人员所知，这是第一个也是最大的一项研究，用于研究胶质瘤患者使用脑磁图进行语言偏侧性的演变。
　　 在加州大学旧金山分校生物磁性成像实验室转诊进行脑磁图成像的所有原发性脑肿瘤患者均被考虑进行本研究。所有选择的患者接受随后的开颅手术，其中通过术中电刺激绘图和单个神经外科医生进行肿瘤切除。该研究的实验方案由旧金山加利福尼亚大学人类研究委员会批准，所有研究均根据赫尔辛基宣言进行。收到所有患者的书面知情同意书。从上述患者组中，回顾性地组装了患者的群体，以包括患有复发性神经胶质瘤和至少两次连续脑磁图扫描的患者。从该亚组中，确定了患者，这些患者表现出位于语言，运动或感觉皮层内的原发性神经胶质瘤。基于第一扫描结果确定肿瘤受累的解剖区域。脑磁图扫描作为术前功能评估的一部分，患者主要被排除在与其脑磁图扫描相关的标准之外：患者因可用数据缺失或不完整而被打折;由于动词生成任务的脑磁图记录中存在显着的伪影，或者低质量，不完整或缺少基于脑磁图的语言映射，患者被移除;一名患者因双侧肿瘤的存在而被排除在外。排除后，确定了患者的最终患者人群。对于分析相对肿瘤和侧位位置与语言偏侧指数移位的分析子集，指定相对位置分析，另外患者由于双侧语言功能的呈现而被排除，将患者群体精炼至患者总数，仅限本节。所有患者均出现肿瘤复发，并至少进行了两次术前脑磁图扫描。
　　 收集的患者信息包括性别，肿瘤侧，手性，肿瘤半球的优势，肿瘤位置，肿瘤实体，患者的语言缺陷以及状态后照射或化疗。肿瘤大小和位置由经验丰富的神经外科医生在放射工作站上使用磁共振成像文件重新验证。为了本研究的目的，根据初始表现确定肿瘤侧，位置和病理。如果在患者病史中的任何时间使用，放射疗法或化学疗法的历史被认为是阳性的。根据患者的自我报告确定交际。在休息状态下记录脑磁图扫描，同时患者在闭眼时醒来，并且活动状态期间，而患者正在执行任务。先前的研究已经详细描述了脑磁图成像和记录。在每次扫描之前和之后记录相对于传感器阵列的头部位置，使用放置在鼻根上的三个基准线圈和沿鼻根方向的左右耳前点的头端。随后使用这些点完成具有结构磁共振成像的配准，并产生头部形状。完成所有扫描，患者处于仰卧位，并且在休息状态记录期间已经指示他们闭着眼睛保持清醒，并且在活动状态记录期间执行听觉动词生成任务或其他类型任务，并且在可能的情况下闭眼。
　　在休息状态和语言，听觉，体感和运动任务期间记录脑磁图扫描以定位各自的脑功能。为了检测语言偏侧性，患者进行了听觉动词生成语言语义关联任务。该任务旨在激活接受和表达语言功能，以解释语言处理的双边特征，从而防止错误确定侧化。在听到提示名词后，指示患者想到与名词相关的动词或“动作词”并且声音地响应位于脑磁图室中的麦克风，动词生成任务数据的分析由脑磁图技术专家在神经科学家的指导下使用自适应空间滤波完成。并且为了在大多数试验中存在伪像的情况下进行伪像检测。通过对每个单独试验的目视检查完成伪像检测。从分析中去除了眼睛眨眼，肌电图伪影，发作间期尖峰，其他明显伪影或在听觉刺激呈现开始后说话的试验。本研究使用从听觉动词生成任务期间记录的脑磁图得到的语言偏侧指数和随后的振荡活动成像分析来定位语言功能。无论是否存在解剖异常，脑磁图成像激活都在整个脑容积上重建。将损伤区域纳入感兴趣的体积中是特别重要的，因为在这些低度病变中，浸润的组织通常保持功能。脑，病变，脑脊液和颅骨之间的磁导率非常相似;结果，这些组织的磁场畸变非常低。使用每个感兴趣的体积的时间点计算刺激锁定的语言偏侧指数和响应锁定的语言偏侧指数，该感兴趣的体积先前已经显示出与测试相比最显着地指示侧向性，并且通过平均刺激来计算全面的“组合”语言偏侧指数。响应锁定的语言偏侧指数。组合的语言偏侧指数用于本研究中的分析。
　　 表明用于确定某些患者语言优势所使用的刺激响应和锁定条件平均动词生成的功率变化的时间过程。用于计算偏侧指数的感兴趣的体积受到更多限制。用于刺激锁定分析的感兴趣的体积包括颞上回和超边缘回;用于响应锁定的感兴趣的体积包括前中，下和前额回旋。经验确定的组合语言偏侧指数阈值用于将脑磁图结果分类为左侧或右侧。跨越扫描的语言偏侧指数的百分比变化被计算为扫描之间的语言偏侧指数偏移的绝对值，在第一次扫描时除以语言偏侧指数。在三个患者的动词生成任务期间为刺激和响应条件创建激活图像;经历了从左到右移位的人，一个从右到左移位，一个从左到右移位。对于这些图，在所示的时间过程中，功率变化显示被阈值化为绝对最大一半。对于刺激锁定状态，对于响应锁定条件。
　　 对与研究相关的所有变量完成了显着性检验。独立变量包括肿瘤位置和侧面，肿瘤分级，语言侧化，首次扫描时的年龄，扫描之间的时间，性别和辅助化学疗法或放射的历史。衍生的自变量包括扫描之间的侧向偏移，侧向翻转，相对肿瘤位置和可塑性速度换档除以扫描之间的时间。脑磁图扫描的日期也作为独立的协变量包括在内以考虑脑磁图扫描方案中的进化。此外，在相对位置分析中，使用侧向移位的相对值对实验组进行均质化以研究相对肿瘤位置和语言侧化对语言偏侧指数移位的影响。此外，具有双侧语言功能的患者被排除在观察人群之外，导致总患者人数为患者。然后重新组织数据集以表示肿瘤位置，作为语言优势的同侧或对侧，并将相对侧向移位重新定义为朝向或远离肿瘤位置耐心'值对应于它们相应的左侧化值并且定义负语言偏侧指数移位为“远离”而正语言偏侧指数移位为“朝向”包含肿瘤和语言优势的区域。该过程仅用于研究相对肿瘤位置和初始语言优势对扫描之间的语言偏侧指数移位的影响。
　　 感兴趣的独立变量是由语言语言偏侧指数测量的侧向移位。根据两个变量之间的相关性计算检验。线性回归模型用于确定定量变量和侧向移位之间的相关性。独立样本测试用于确定肿瘤侧和侧向移位之间的关系，以及相对肿瘤位置和侧向移位。跨越扫描的语言偏侧指数的百分比变化被计算为扫描之间的语言偏侧指数偏移的绝对值，在第一次扫描时除以语言偏侧指数。使用多元回归模型确定独立变量之间的潜在共线性是无关紧要的。然后生成单变量回归模型以分析每个独立变量以确定显着性。研究人员前瞻性收集的脑磁图数据库的回顾性分析确定了接受脑磁图重复语言测试的患者。由于不可用或缺乏数据，无法完成每个脑磁图的动词生成任务，存在显着的脑磁图伪影或双侧肿瘤的存在，患者被排除在分析之外。显示了基于肿瘤位置作为语言优势的同侧或对侧的更具体的分类。对于肿瘤，同侧和对侧的侧位化和侧向移位的比较，另外患者因双侧语言偏侧指数的存在而被排除，并且仅针对该相对位置分析导致患者的群体。有关半球胶质瘤位置，初始语言侧化和语言偏侧指数移位向量的患者特征的更多详细信息，在第一次脑磁图扫描之前表现出一定程度的语言缺陷，而在第二次脑磁图扫描;患者在任一扫描中都没有记录语言缺陷的病史。所有患者都完成了听觉动词生成任务，足以使语言侧化，本研究的必要包含标准。据报道，患者在治疗期间的任何时候接受了化疗。
　　 本研究中未包括枕部肿瘤。组织病理学分析报告低级别胶质瘤和高级别胶质瘤。在高级别胶质瘤中，表现出间变性胶质瘤，表现出胶质母细胞瘤。使用患者的完整患者群体评估群组中功能可塑性的存在和程度。使用相同的队列中。分别针对左半球和右半球胶质瘤患者呈现这种趋势。观察到初始语言侧化的位置以及所得到的语言偏侧指数移位的方向和大小与确定系数线性相关。最初呈现较右语言偏侧性的患者表现出较大的语言偏侧指数向左移位，而表现出初始左侧向性的患者表现出越来越向右移位值。基于相对肿瘤位置和语言侧向性在脑磁图扫描之间观察到的所得语言偏侧指数移位的检查显示显着性。当语言功能最初位于肿瘤的同侧时，发现脑磁图扫描之间观察到的语言偏侧指数变化更大;同侧肿瘤的平均合成语言偏侧指数移位显着大于对侧肿瘤。本研究记录了胶质瘤患者语言网络组织的纵向变化。研究人员发现证据表明，与主导语言半球同侧的胶质瘤会导致语言偏离该半球。另外，随着时间的推移，研究人员报告在这些患者的语言偏侧的位置表示为功能重组的可塑性。观察到语言偏侧指数相对于肿瘤位置的显着相关性，可能表明存在因果关系。
　　研究人员选择研究人员的患者群体是最大的同质性，并通过排除具有潜在混淆条件的患者来将观察结果归因于研究人员的假设。对于本研究，研究人员仅观察了原发性脑肿瘤患者，并切除了双侧肿瘤并显着丧失功能的患者。如前所述，观察到的大多数具有左侧语言功能的患者与过去的研究一致。越来越多的证据表明，语言处理过程中大脑活动的动态表达及其在目前已知语言皮层的多个区域的分散。通过在脑磁图动词生成任务期间定位在皮层区域中的双侧光谱功率变化可以直接观察到这种现象，并且这取决于所使用的语言任务的特征。本研究使用的偏侧指数是与先前研究一致的可行的语言优势确定度量。脑磁图扫描是确定语言侧化的公认方法。实际上，超过四分之一的患者在扫描之间经历了语言语言偏侧指数分类的转变。最常见的是，据报道，大球和半球之间的分类发生了变化。然而，少数患者在从一个半球到另一个半球的语言侧化中完全转换，为这些患者中存在功能可塑性提供了令人信服的证据。此外，该发现可以证明功能性转变可以独立于显性侧组织的去除而发生，表明神经胶质瘤本身与相对语言侧向化相结合，比手术切除更多地诱导重组。正如所料，术后放射治疗与语言偏侧指数的转变有关。鉴于术后辐射是所有高级别胶质瘤的标准治疗方法，这一发现可能反映了研究人员在整体人群中看到的语言偏侧指数的变化。
　　 在本系列中，相对于语言优势的肿瘤位置与语言偏侧指数移位的幅度具有显着相关性。研究表明，患有肿瘤的患者位于初始语言优势的同侧，与肿瘤位置对侧的肿瘤患者相比，肿瘤位置的侧向偏移更大。同侧肿瘤的平均合成语言偏侧指数移位显着大于对侧肿瘤。这些结果提供了令人信服的证据，即肿瘤位置和随后的肿瘤管理对功能重组的程度具有显着影响。此外，这些发现证实了语言偏侧指数测量随时间的稳定性，因为当肿瘤发生在语言优势半球的对侧时，访问之间语言偏侧指数的变化是最小的。如果不首先考虑一些限制，就不应该考虑本文的发现。本研究的主要局限是其回顾性设计;因此，数据集受到不完整医疗记录，不良文档和患者流失的典型挑战的限制。由于患者在其家庭机构接受术后护理，因此医疗记录中通常不存在某些临床变量，例如辅助化疗和放射。鉴于这两种辅助方式都是胶质瘤治疗的标准治疗方法，很少有一种情况可以单独使用。因此，他们对语言偏侧指数转变的贡献的差异更可能是由于不完整的临床数据而不是真实的效果。
　　 此外，不可避免的限制是由研究人员的观测方法的约束产生的固有的人口偏差。患者群体可能倾向于保留语言功能和可塑性展示，因为包含在该研究中的基本要求是每个患者在每个脑磁图完成动词生成任务的能力。无法完成此任务的患者必然被排除在实验人群之外，因为他们的术前和术后语言功能和语言偏侧指数的特征无法确定。此外，对于可能遭受严重语言功能丧失的患者，手术可能不是一种选择。其他因素可能包括统计分析期间使用的各种因素的自我报告以及语言语言偏侧指数中的班次与非移位的定义。此外，在研究人员的研究中，语言偏侧性的分布可能不会推广到整个人群，因为研究人员的患者队列反映了转诊模式的偏差;由于雄辩语言皮层内或附近的病变，许多这些患者被转诊进行脑磁图语言测试。最后，观察到的重组可能不仅仅由疾病驱动，因为存在可能影响语言网络重组的其他因素，并且研究人员的研究无法区分肿瘤和手术切除作为重组的主要驱动因素。还必须考虑化疗，辅助放疗或其他因素的可能性，如解剖学限制，在诱导或调节可塑性方面发挥作用。对该问题的进一步研究将需要观察性非介入性研究设计，由于伦理问题而不太可能进行，因为外科手术干预是这些病变管理中的标准治疗。这些因素对观察到的功能可塑性的影响被确定为在最大可行程度上在统计学上不显着。