功能成像中的负激活及其网络探索

功能成像中的负激活及其网络探索

论文摘要

负激活是脑功能成像研究中一种非常普遍的现象,但由于其机理尚不明晰,之前的脑功能研究主要集中在与任务相关的激活区域上,直到近来对负激活区域的研究才逐渐成为热点。在负激活的研究中发现包括后扣带回等脑区在不同的任务情况下均出现了相似的负激活现象,而这些脑区所参与的功能又是人脑最基本的认知功能,因此功能成像时的负激活可以反应人脑的基本状态,对研究人脑的基本认知功能有着重要的意义。本文基于功能磁共振成像技术对负激活现象分别采用SPM和复杂网络的分析方法对负激活现象进行了系统的研究和讨论。本文共分三部分内容:1.对脑科学基础进行了较为全面的介绍。介绍和分析了几种常见的脑功能成像技术的成像原理及优势,并对脑功能数据分析软件包SPM的基本原理与数据处理方法做了介绍。2.详细介绍了大脑中的负激活概念和研究现状,并对数字加工的认知实验中的负激活现象进行分析,除了后扣带回、前扣带回、楔叶,楔叶和前额叶内侧等区域之外,还发现了脑岛区域的显著负激活。结合各脑区在静息状态下的认知功能,对于负激活现象的生理机制做了初步分析,发现了脑岛在听觉认知中起着重要的作用。3.将复杂网络理论引入到负激活的现象分析之中,建立了符号方向判别任务的负激活网络。通过对度值和介数值的计算,不仅从局域的角度阐述了网络中某个体与其他个体之间的相互作用,而且还从整体的角度研究了个体在系统中的作用。统计网络中度值和介数值前十大点所在的脑区,初步推测后扣带回是符号方向判别任务中负激活的关键性区域。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 引言
  • 1 脑与脑功能成像技术
  • 1.1 脑科学研究简介
  • 1.2 大脑的结构和功能分区
  • 1.3 常见的脑功能成像技术
  • 1.3.1 功能磁共振成像
  • 1.3.2 单光子发射断层成像
  • 1.3.3 正电子发射断层成像
  • 1.4 基于SPM脑功能成像数据处理
  • 1.4.1 SPM的处理过程
  • 1.4.2 基于T检验的基本原理
  • 2 脑功能成像的负激活研究
  • 2.1 任务相关fMRI及其负激活
  • 2.2 数字认知状态下的负激活
  • 2.3 实验材料与数据获取
  • 2.3.1 被试
  • 2.3.2 实验设计
  • 2.3.3 数据获取
  • 2.3.4 数据分析
  • 2.4 fMRI结果
  • 2.5 分析讨论
  • 2.6 小结
  • 3 复杂网络理论及其在脑科学研究中的应用
  • 3.1 复杂网络基本理论
  • 3.1.1 复杂网络统计学性质
  • 3.1.2 复杂网络基本模型
  • 3.2 复杂网络在脑科学中的应用
  • 4 功能成像中的负激活网络
  • 4.1 fMRI数据的网络分析方法
  • 4.2 大脑负激活网络的建立
  • 4.2.1 实验设计及fMRI数据获取
  • 4.2.2 数据初步分析
  • 4.2.3 网络建立
  • 4.3 网络统计特性
  • 4.4 静息状态下大脑活动的关键区域
  • 4.5 结果和讨论
  • 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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