人脑视觉皮层功能的功能磁共振成像研究

论文摘要

视觉研究是认识人脑信息处理、学习记忆和抽象思维等高级脑功能的重要途径。功能磁共振成像（fMRI）作为一种探测脑内功能活动的新手段,具有无创伤性、无放射性、较高时间和空间分辨率等诸多优势。本文利用fMRI技术对人脑视觉皮层功能进行研究,实现了视网膜脑图的绘制,并从脑功能水平研究了视觉对比敏感度和视觉运动觉。主要研究工作和创新之处如下:1.采用离心/极角刺激的实验方案和基于三维体数据的VFS分区法实现了对人脑视觉皮层各功能视区的描绘。实验在国内首次成功得到各受试者视觉皮层的个体化分区图,描绘出V1-V8等精细视区,各视区以一定的拓扑结构分布于枕叶皮层。2.创新性地将fMRI视网膜脑图技术用于研究弱视对比敏感度皮层功能缺失的发生机制,比较健眼和弱视眼在视觉皮层V1-V8区的反应并对初、高级视皮层间的功能缺失进行回归分析。结果发现弱视患者初、高级视觉皮层均存在功能缺失,但两者之间无明显相关性。本实验方法能够精确到视皮层各功能分区的层面,使得对弱视病理机制的研究更加深入。3.引入组块/稳态设计的实验方案,并将空间独立成份分析和时间相关方法相结合来研究不同活动状态下人脑视觉运动功能连通网络的变化特性。实验结果表明,静息时V5区的功能连通网络更广泛,且与已知的解剖连通一致;当被试接受连续视觉运动刺激时,与V5区连通的脑区网络局限在视觉皮层,此时的网络特定于处理视觉运动这一任务。本实验方法简单有效,有利于深入理解人脑在系统水平上的动态运作方式。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文主要研究工作及创新点
• 1.4 本文主要结构
• 第二章 功能磁共振成像技术
• 2.1 功能磁共振成像
• 2.1.1 磁共振成像的理论基础
• 2.1.2 功能磁共振成像的原理
• 2.2 功能磁共振实验
• 2.2.1 刺激任务设计
• 2.2.2 图像采集
• 2.2.3 数据处理
• 2.3 人类视觉系统
• 2.3.1 视觉光学系统
• 2.3.2 视觉神经生理学系统
• 2.4 本章小结
• 第三章 功能磁共振视网膜脑图技术
• 3.1 功能磁共振视网膜脑图技术的原理
• 3.1.1 基本概念
• 3.1.2 成像原理
• 3.2 功能磁共振视网膜脑图技术的实现
• 3.2.1 受试对象
• 3.2.2 实验刺激
• 3.2.3 图像采集
• 3.2.4 数据处理
• 3.3 结果与讨论
• 3.4 本章小结
• 第四章 弱视对比敏感度皮层功能缺失
• 4.1 视觉对比敏感度
• 4.1.1 基本定义
• 4.1.2 生理学机理
• 4.1.3 测试方法
• 4.1.4 弱视
• 4.2 材料和方法
• 4.2.1 受试对象
• 4.2.2 实验刺激
• 4.2.3 图像采集
• 4.2.4 数据处理
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 心理物理学方法结果
• 4.3.2 功能磁共振结果
• 4.3.3 讨论
• 4.4 本章小结
• 第五章 视觉运动功能连通网络
• 5.1 视觉运动觉
• 5.1.1 基本概念
• 5.1.2 检查方法
• 5.2 功能连通
• 5.2.1 功能整合的意义
• 5.2.2 功能连通的定义
• 5.3 材料和方法
• 5.3.1 受试对象
• 5.3.2 实验刺激
• 5.3.3 图像采集
• 5.3.4 数据处理
• 5.4 结果与讨论
• 5.5 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 本论文工作总结
• 6.2 对今后工作的展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文