基于相繼故障的復(fù)雜腦網(wǎng)絡(luò)研究.pdf

1、從人員流動(dòng)到人際關(guān)系網(wǎng)、從交通網(wǎng)到大型電力網(wǎng)、從人體新陳代謝到大腦電流的傳播，我們正處在一個(gè)各種各樣的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中。網(wǎng)絡(luò)的相繼故障與我們的生活息息相關(guān),相繼故障的級(jí)聯(lián)效應(yīng)給人類帶來災(zāi)難。癲癇病是由于大腦神經(jīng)元異常放電引起反復(fù)發(fā)作為特征，長(zhǎng)期的異常放電會(huì)造成腦區(qū)的損傷。將復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)相繼故障理論應(yīng)用于腦神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域，從網(wǎng)絡(luò)的角度探究大腦的功能特性及生理機(jī)制成為必要。本文將人腦磁共振成像(Function Magnetic Resonance I

2、maging,fMRI)數(shù)據(jù)經(jīng)處理后建模，利用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)相繼故障算法探究全面強(qiáng)直陣攣癲癇患者(Generalized tonic-clonic seizure,GTCS)腦功能網(wǎng)絡(luò)異常。具體的研究?jī)?nèi)容如下：
　　對(duì)采集到的靜息態(tài)磁共振數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，包括頭動(dòng)較正、層間校正、空間標(biāo)準(zhǔn)化等等。Pearson相關(guān)分析法構(gòu)造正常組與患者組兩組90*90矩陣，對(duì)比兩組結(jié)果發(fā)現(xiàn)，GTCS患者各腦區(qū)之間Pearson相關(guān)值既有增大也有減小。在這里

3、，我們比較了Pearson相關(guān)值發(fā)生改變的腦區(qū)，發(fā)現(xiàn)Pearson相關(guān)值減小的腦區(qū)特別多。GTCS患者腦區(qū)之間主要是以減小為主。
　　然后對(duì)改變的重要腦區(qū)(右內(nèi)側(cè)額上回、左角回、左后扣帶回，左頂上回、右三角部額上回、左中央前回)進(jìn)行相繼-故障算法攻擊，對(duì)“度大”節(jié)點(diǎn)攻擊時(shí)結(jié)果發(fā)現(xiàn)GTCS患者組比正常對(duì)照組產(chǎn)生的相繼故障更大，而在“度小”攻擊中，GTCS患者組比正常對(duì)照組產(chǎn)生的相繼故障更小。結(jié)果表明在“度大”攻擊時(shí)與α系數(shù)值成正相關(guān)

4、，而在“度小”攻擊時(shí)與α系數(shù)值成負(fù)相關(guān)，符合王建偉等負(fù)荷-容量應(yīng)用的結(jié)論。同時(shí)又一次驗(yàn)證了患者與正常組的大腦具有小世界屬性。研究發(fā)現(xiàn)患者發(fā)生改變的重要腦區(qū)有右內(nèi)側(cè)額上回、右腦島、左內(nèi)側(cè)額上回、左眶內(nèi)額上回、左角回等，這些腦區(qū)主要發(fā)生在默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)上。內(nèi)側(cè)額上回，額葉病損時(shí)主要引起隨意運(yùn)動(dòng)、言語、顱神經(jīng)、植物神經(jīng)功能及精神活動(dòng)等方面的障礙，這與GTCS病人發(fā)病時(shí)意識(shí)喪失和全身抽搐有直接原因。本研究發(fā)現(xiàn)顳中回、額中回等發(fā)現(xiàn)異常，而這些腦區(qū)是背側(cè)