脑功能成像的负激活研究

脑功能成像的负激活研究

论文摘要

在脑功能成像研究中,负激活是一种普遍现象。它是指在执行认知任务时脑内出现的相对于“静息状态”的局域脑血流减低。由于其产生的机理较为复杂,一直未有一种公认的合理解释,直到近年来对负激活的研究才逐渐成为脑功能研究的焦点。对于负激活的研究科研人员已经获得了很多积极的成果,但是之前的研究主要着重于确定脑血流出现减低的区域,对于执行认知任务过程中,这些脑区之间相互作用及协同工作的模式的研究相对较少。本文引入了新的功能连通方法——基于内部条件的脑区间协方差分析方法(Within-condition Interregional Covariance Analysis,WICA),分析了不同任务条件下脑内出现负激活的脑区之间的相互作用关系,为脑功能成像的负激活研究提供了一个新的视角。全文的具体工作如下:1.介绍了脑科学的基本知识,并详述了脑功能成像的几种常用技术的基本原理及优缺点。简单介绍了脑功能成像数据处理的常见方法。2.阐述了功能成像中负激活的定义,在分析了之前的研究对负激活现象产生原因的几种解释之后,肯定了资源重分配理论并对其进行了详细介绍。探讨了任务无关负激活一致性出现的脑区的特定功能,进一步介绍了脑内默认网络的概念。并比较了数字加工任务中的负激活脑区与之前研究的异同。3.为了探讨负激活脑区之间的相互作用关系,详细讨论了三种用于功能磁共振数据处理的基于内部条件的脑区间协方差分析方法。运用其中的一种方法——基于内部条件的脑区间协方差分析,分别研究了符号方向判别和数字大小比较两种认知任务中,负激活脑区的相互作用及活动规律并进行比较,发现其存在着差异,初步推测可能与外在任务的不同或者与认知负荷或注意资源需求不同有关。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 引言
  • 1 脑和功能成像技术
  • 1.1 脑结构与功能概述
  • 1.1.1 大脑皮层的分区
  • 1.1.2 大脑皮层的功能定位
  • 1.1.3 大脑皮质的初级区和次级区
  • 1.1.4 脑的功能不对称性
  • 1.2 脑功能成像技术
  • 1.2.1 单光子断层扫描技术
  • 1.2.2 正电子断层扫描技术
  • 1.2.3 功能磁共振成像
  • 2 功能磁共振数据处理
  • 2.1 SPM软件简介
  • 2.2 基于SPM系统的fMRI脑数据的预处理
  • 2.3 基于T检验的基本原理
  • 3 脑功能成像研究中的负激活现象
  • 3.1 定义脑内的基线水平
  • 3.2 脑功能成像中的激活与负激活
  • 3.3 负激活现象的几种解释
  • 3.4 任务无关负激活脑区的相关功能及脑内默认网络
  • 3.5 数字加工中的负激活研究
  • 3.5.1 被试
  • 3.5.2 实验设计
  • 3.5.3 数据获取
  • 3.5.4 fMRI结果
  • 3.5.5 结论
  • 4 负激活脑区间的连通性分析
  • 4.1 基于内部条件的脑区间协方差分析方法(WICA)
  • 4.1.1 脑数据的预处理
  • 4.1.2 基于感兴趣区的有效连接分析
  • 4.1.3 任务过程中的时间协方差分析
  • 4.1.4 时间依赖性连接的动态分析
  • 4.2 负激活脑区相互作用的任务相关性
  • 4.2.1 材料和方法
  • 4.2.2 数据分析及结果
  • 4.2.3 讨论
  • 4.2.4 结论
  • 结论
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
  • 致谢
  • 相关论文文献

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