基于功能磁共振成像的靜息狀態(tài)腦網(wǎng)絡(luò)建模研究.pdf

1、大腦是生命活動的高級指揮中樞，它是由數(shù)以億計的神經(jīng)元及神經(jīng)元之間的相互耦合形成的復(fù)雜腦網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。本文利用靜息態(tài)功能磁共振成像技術(shù)(Functional magnetic resonance imaging,fMRI)，結(jié)合復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)分析方法，研究原發(fā)性全面強直陣攣癲癇患者(Generalized tonic-clonic seizure,GTCS)的腦功能網(wǎng)絡(luò)。
　　首先將采集到的靜息態(tài)功能磁共振成像數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，基于Pearso

2、n相關(guān)方法和偏最小二乘回歸建模法構(gòu)建正常對照組的腦功能網(wǎng)絡(luò)。運用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)相關(guān)理論，分析所構(gòu)建的腦功能網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)屬性，得到兩組被試的平均度、最短路徑長度、聚類系數(shù)、全局效率、局部效率等；通過計算網(wǎng)絡(luò)中心化指標(biāo)，我們發(fā)現(xiàn)楔前葉和扣帶回等與許多節(jié)點存在廣泛連接，是關(guān)鍵腦區(qū)。采取同樣的方法對癲癇病患者的腦功能網(wǎng)絡(luò)進行建模，通過組間分析，得到癲癇患者組相比于正常對照組發(fā)生顯著改變的腦區(qū)。結(jié)果顯示癲癇患者“小世界”屬性和網(wǎng)絡(luò)效率均有所下降，表明其腦

3、網(wǎng)絡(luò)信息傳遞能力受損；另外相關(guān)值顯著增強的腦區(qū)主要集中在丘腦和基底核區(qū)域，與癲癇活動的產(chǎn)生與傳播相關(guān)，顯著降低的腦區(qū)大多集中在默認網(wǎng)絡(luò)，楔前葉、前額葉尤為明顯，說明癲癇患者的默認網(wǎng)絡(luò)在大腦長期反復(fù)的異常放電中受損。
　　本文進一步對比了偏最小二乘算法和傳統(tǒng)Pearson方法。結(jié)果顯示，與Pearson分析法相比，偏最小二乘算法構(gòu)建出的腦功能網(wǎng)絡(luò)模型效果更好，其不僅表現(xiàn)在腦網(wǎng)絡(luò)的閾值普遍偏高，“小世界”屬性更為明顯，同時推測出的關(guān)鍵