Alterations of sleep deprivation on brain function: A coordinate-based resting-state functional magnetic resonance imaging meta-analysis

Table 1 Characteristics of the included studies

Ref.	Sample size	Age (mean ± SD)	rs-fMRI scan	Field strength	Method	Differential brain region	Coordinate	Sample size	Quality
			Before	After
Dai et al[19], 2012	16	21.00	SW	SD 14 h	3.0 T	ReHo	7	MNI	4/1/1
Dai et al[20], 2012	15	22.00 ± 1.40	SW	SD 24 h	3.0 T	ReHo	8	MNI	4/1/1
Gao et al[21], 2015	16	22.10 ± 0.80	SW	SD	3.0 T	ALFF	9	MNI	4/1/1
Dai et al[22], 2015	12	24.83 ± 2.88	SW	SD 72 h	3.0 T	ALFF	1	MNI	4/1/1
Wang et al[23], 2016	16	24.51 ± 2.75	SW	SD	3.0 T	ALFF	5	MNI	4/1/1
Li et al[24], 2017	16	20.94 ± 1.73	SW	SD 24 h	3.0 T	ReHo	15	MNI	4/1/1
Li et al[25], 2017	28	23.94 ± 1.73	SW	SD 24 h	3.0 T	ReHo	13	MNI	4/1/1
Zhou et al[26], 2017	16	16.10 ± 0.90	SW	SD 24 h	3.0 T	ALFF	5	MNI	4/1/1
Robinson et al[27], 2018	18	14.40 ± 1.94	SW	SD	7.0 T	ReHo	10	MNI	4/1/1
Chen et al[28], 2018	22	26.901 ± 6.05	SW	SD	3.0 T	ALFF	7	MNI	4/1/1
Feng et al[29,30], 2018	35	21.89 ± 1.97	SW	SD 24 h	3.0 T	zALFF & zReHo & fALFF1	2 & 2 & 3	MNI	4/1/1
Guo et al[31], 2019	17	23.00 ± 1.37	SW	SD	-	ALFF	19	MNI	4/1/1
Nechifor et al[32], 2020	7	31.4 0 ± 5.70	SW	SD 36 h	3.0 T	fALFF	4	MNI	4/1/1
Qiu et al[33], 2021	13	28.32 ± 3.71	Control	SD	3.0 T	ReHo	8	MNI	4/1/1
Xu et al[34], 2021	54	22.46 ± 1.81	Control	SD	3.0 T	fALFF	13	MNI	4/1/1
Zeng et al[35], 2020	20	22.25 ± 1.12	SW	SD	3.0 T	perAF	5	MNI	4/1/1
Cai et al[36], 2021	42	21.57 ± 2.25	SW	SD 24 h	3.0 T	ALFF	7	MNI	4/1/1
Nechifor et al[37], 2022	7	34.40 ± 5.70	SW	SD 36 h	3.0 T	ReHo	1	MNI	4/1/1
Xin et al[38], 2022	54	22.46 ± 1.81	SW	SD	3.0 T	PerAF	5	MNI	4/1/1
Yan et al[39], 2023	20	20.00 ± 0.80	SW	SD	3.0 T	dALFF	30	MNI	4/1/1
Chen et al[40], 2023	19	21.79 ± 2.37	SW	SD	3.0 T	ReHo	1	MNI	4/1/1

¹The study of Feng et al[29,30] explored the same dataset using distinct methodologies.

ReHo: Regional homogeneity; ALFF: Amplitude of low-frequency fluctuation; fALFF: Fractional amplitude of low-frequency fluctuation; MNI: Montreal Neurological Institute; SW: Sleep-wake; SD: Sleep deprivation.

Table 2 Applying the activation likelihood estimation method to study changes in brain function activity after sleep deprivation

Research methods	Anatomical label BA	Peak MNI coordinate			ALE value	Volume (mm3)
		X	Y	Z
ReHo and ALFF/fALFF decrease
	Left middle frontal gyrus, BA 6	-34	20	42	0.01572180	1208
	Left inferior parietal lobule, BA 40	-48	-58	40	0.02166488	992
ReHo and ALFF/fALFF increase
	Subcallosal gyrus, BA 34	26	4	-16	0.015194423	680
ALFF decrease
	Left inferior parietal lobule, BA 40	-48	-58	40	0.021612160	438
	Left supramarginal gyrus, BA 40	-56	-50	40	0.008252133	263
	Left middle frontal gyrus, BA 6	-34	20	42	0.015355002	744
ALFF increase
	Right cuneus, BA 18	8	-88	20	0.014324005	704
ReHo decrease
	Left posterior cingulate, BA 30	-9	-54	15	0.015816410	640
	Right cuneus, BA 7	9	-72	36	0.009564294	448

BA: Brodmann area; MNI: Montreal Neurological Institute; ALE: Activation likelihood estimation.

Table 3 Changes in brain function activity after sleep deprivation using the signed differential mapping method

SDM	Anatomical label BA	Peak MNI coordinate			SDM-Z	P value	Voxels
		X	Y	Z
Increase
	Corpus callosum	58	-20	2	2.573	0.005037844	227
	Left striatum	-28	-4	-2	2.087	0.018434286	19
	Right postcentral gyrus, BA 3	22	-38	64	2.118	0.017078340	11
Decrease
	Right cerebellum, crus 1	44	-58	-38	-2.878	0.002000034	548
	Left middle frontal gyrus, BA 9	-38	18	48	-2.508	0.006063104	75
	Right cuneus cortex, BA 19	16	-76	40	-2.141	0.016148150	17

BA: Brodmann area; MNI: Montreal Neurological Institute; ALE: Activation likelihood estimation.

Table 4 Activation likelihood estimation sensitivity analysis results

Discarded article	Decreased		Increased
	Left middle frontal gyrus	Left inferior parietal lobule	Right subcallosal gyrus
Yan et al[39], 2023	N	Y	N
Chen et al[40], 2023	Y	Y	Y
Nechifor et al[37], 2022	Y	Y	Y
Zeng et al[35], 2020	Y	Y	Y
Li et al[25], 2017	Y	Y	Y
Nechifor et al[32], 2020	Y	Y	Y
Guo et al[31], 2019	N	N	Y
Robinson et al[27], 2018	N	N	N
Chen et al[28], 2018	N	N	N
Wang et al[23], 2016	Y	Y	Y
Gao et al[21], 2015	Y	Y	Y
Dai et al[22], 2015	Y	Y	Y
Dai et al[19], 2012	Y	Y	Y
Dai et al[20], 2012	Y	Y	Y
Xin et al[38], 2022	Y	Y	Y
Zhou et al[26], 2017	Y	Y	Y
Qiu et al[33] 2021	Y	Y	Y
Xu et al[34] 2021	Y	Y	Y
Li et al[24], 2017	Y	Y	Y
Li et al[25], 2017	Y	Y	Y
Feng et al[29,30], 2018	Y	Y	Y

Y: Yes; N: No.

Table 5 Signed differential mapping sensitivity analysis results

Discarded article	Decreased				Increased
	Right cerebellum, crus	Left middle frontal gyrus	Corpus callosum	Right cuneus cortex	Right postcentral gyrus	Left striatum	Corpus callosum
Yan et al[39], 2023	Y	Y	Y	Y	N	Y	Y
Chen et al[40], 2023	N	Y	Y	Y	Y	Y	Y
Nechifor et al[37], 2022	Y	Y	Y	Y	Y	Y	N
Zeng et al[35], 2020	Y	Y	Y	Y	Y	Y	Y
Li et al[25], 2017	Y	Y	Y	N	Y	Y	Y
Nechifor et al[32], 2020	N	Y	Y	Y	N	N	Y
Guo et al[31], 2019	Y	Y	Y	Y	Y	Y	N
Robinson et al[27], 2018	Y	Y	Y	Y	Y	Y	Y
Chen et al[28], 2018	Y	N	Y	Y	Y	Y	Y
Wang et al[23], 2016	Y	Y	Y	Y	Y	Y	Y
Gao et al[21], 2015	Y	Y	N	Y	Y	N	Y
Dai et al[22], 2015	N	N	Y	Y	N	Y	Y
Dai et al[19], 2012	Y	Y	Y	Y	Y	Y	Y
Dai et al[20], 2012	Y	Y	Y	Y	Y	Y	Y
Xin et al[38], 2022	Y	Y	Y	Y	Y	Y	Y
Zhou et al[26], 2017	N	Y	N	Y	Y	Y	Y
Qiu et al[33] 2021	Y	Y	Y	Y	Y	Y	Y
Xu et al[34] 2021	Y	Y	Y	N	Y	Y	Y
Li et al[24], 2017	N	Y	Y	N	Y	Y	N
Li et al[25], 2017	Y	Y	N	Y	N	Y	Y
Feng et al[29,30], 2018	Y	Y	Y	N	Y	Y	Y

Y: Yes; N: No.