论文摘要
大脑是我们目前所知的最复杂、最完善的动态信息处理系统。在某种意义上,大脑可以被看作一个多层次的动态分布式网络,为实现一系列复杂功能,它能够不断组织和重塑其功能连接。本文使用组块实验范式设计的方法采集了健康人和脑卒中病人的功能磁共振成像数据,并运用SPM对fMRI数据进行预处理,介绍了数据驱动和模型驱动的数据处理方法。详细介绍了独立成分分析方法,包括它的原理、实现过程。采用组独立成分分析方法对手部运动的fMRI数据进行处理,选取与运动相关的功能感兴趣区,得到对应感兴趣区的时间序列。对结构方程建模进行了深入研究,并采用结构方程建模对得到的时间序列进行建模,得到了脑卒中病人和健康人手部运动时相关运动皮层的网络模型。通过健康人和病人模型的比较,分析了脑卒中后运动功能神经机制的变化,并对左右手以及复杂运动和随意运动神经网络的变化进行了研究。通过健康人左右手运动的比较,发现除了对侧运动皮层和同侧小脑的激活,可能还伴有同侧大脑皮层激活,常常局限在同侧的M1、SMA区域,这可能就是左右利手的非对称性激活;病人患侧运动时,没有相关辅助运动区(SMA)的明显激活,因此可以推断SMA区域的活性对于人的自主运动的能力具有很大的影响;病人患侧运动时除了对侧M1区域的明显激活,还有很多同侧相关皮层区域(如M1,感觉皮层)激活。这些结果表明大脑中枢代表区发生改变,运动皮层有效连接网络发生重构,实现了大脑功能重组和自修复,这就是大脑神经可塑性的充分体现。