不同狀態(tài)下腦功能網(wǎng)絡(luò)特性研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著功能磁共振和神經(jīng)電生理技術(shù)的開(kāi)發(fā)與利用，人腦活動(dòng)數(shù)據(jù)的采集已經(jīng)成為可能。如何從腦活動(dòng)數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)具有生物學(xué)意義的知識(shí)及規(guī)律，正在成為當(dāng)前神經(jīng)信息學(xué)理論與實(shí)踐研究的熱點(diǎn)與難點(diǎn)。與此同時(shí)，復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的研究在快速發(fā)展，在眾多領(lǐng)域得到應(yīng)用，研究者采用相同量化參數(shù)，發(fā)現(xiàn)一些共有的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。人腦功能需要不同的神經(jīng)環(huán)路交互作用才能實(shí)現(xiàn)，在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)研究框架下，以交互作用為網(wǎng)絡(luò)連接，以解剖腦區(qū)或電極為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，構(gòu)造腦功能網(wǎng)絡(luò)，研究不同狀態(tài)下的網(wǎng)絡(luò)

2、拓?fù)涮匦?，有助于揭示腦內(nèi)信息加工機(jī)制。
　　本論文基于功能磁共振和腦電數(shù)據(jù)，從復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)角度，分別研究了靜息狀態(tài)、冥想狀態(tài)、任務(wù)狀態(tài)的腦功能網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涮匦?。論文的主要研究工作及貢獻(xiàn)包括以下幾個(gè)方面:
　　1.研究靜息態(tài)腦功能網(wǎng)絡(luò)的非隨機(jī)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)?；陟o息態(tài)功能磁共振數(shù)據(jù)，采用標(biāo)準(zhǔn)腦模板和偏相關(guān)方法來(lái)構(gòu)建人腦功能網(wǎng)絡(luò)，并進(jìn)行拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分析。以最大生成樹(shù)的方法進(jìn)行腦網(wǎng)絡(luò)骨架可視化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)樹(shù)中央?yún)^(qū)域主要由默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)和注意網(wǎng)絡(luò)腦區(qū)組成

3、。應(yīng)用譜平分算法，整個(gè)腦網(wǎng)絡(luò)可以劃分成六個(gè)大小不同的具有生物學(xué)意義的功能團(tuán)結(jié)構(gòu)，每個(gè)團(tuán)具有相對(duì)獨(dú)立的功能。研究腦網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和連接在功能團(tuán)內(nèi)部和外部的作用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)處于拓?fù)渲行牡暮诵墓?jié)點(diǎn)和橋共同形成腦網(wǎng)絡(luò)信息整合的中心。本研究勾畫(huà)出人腦功能網(wǎng)絡(luò)骨架和功能團(tuán)結(jié)構(gòu)的圖譜，有利于我們進(jìn)一步理解腦內(nèi)信息加工的功能分割和功能整合機(jī)制。
　　2.研究高低頻段對(duì)靜息態(tài)腦功能網(wǎng)絡(luò)的影響。將靜息態(tài)數(shù)據(jù)劃分為高頻段(0.027～0.073 Hz)和低頻段

4、(0.01～0.027 Hz)，構(gòu)建差異化腦功能網(wǎng)絡(luò)，計(jì)算二組頻段的低頻振蕩振幅、局部一致性、功能連通性等量化指標(biāo)的差異。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，頻段差異主要集中在默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)的中線位置和杏仁核功能區(qū)域。本研究的差異化腦功能網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建方法和頻率對(duì)腦功能網(wǎng)絡(luò)影響范圍的發(fā)現(xiàn)拓展了腦功能網(wǎng)絡(luò)研究思路。
　　3.冥想狀態(tài)腦功能網(wǎng)絡(luò)特性研究。比較一個(gè)月冥想訓(xùn)練前后的腦功能網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涮匦院瓦B通模式，發(fā)現(xiàn)處于大腦自我調(diào)節(jié)中心的前扣帶回腦區(qū)的效率呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，而

5、輔助運(yùn)動(dòng)區(qū)網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)值呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，這種網(wǎng)絡(luò)特性的改變可能用來(lái)維持通過(guò)訓(xùn)練達(dá)到的冥想狀態(tài)。本研究從新的網(wǎng)絡(luò)視角提供了經(jīng)驗(yàn)相關(guān)的腦功能網(wǎng)絡(luò)特性改變的實(shí)證支持。
　　4.任務(wù)狀態(tài)腦功能網(wǎng)絡(luò)的差異性研究。基于事件相關(guān)電位數(shù)據(jù)，采用同步似然方法計(jì)算電極間的功能關(guān)系，分析和比較了在道德兩難決策過(guò)程中涉及個(gè)人和非涉及個(gè)人情景下的腦功能網(wǎng)絡(luò)特性的差別。研究發(fā)現(xiàn)，涉及個(gè)人情景在右腦有更多更強(qiáng)的長(zhǎng)程連接，并且與額葉有關(guān)，揭示了腦功能網(wǎng)絡(luò)的連通模式與道