基于靜息狀態(tài)fMRI的ADHD復(fù)雜腦網(wǎng)絡(luò)分析.pdf

1、注意缺陷/多動(dòng)障礙（Attention Deficit/Hyperactivity Disorder，ADHD）是一種很常見(jiàn)的兒童精神發(fā)育障礙疾病。近十幾年來(lái)，ADHD已經(jīng)是我國(guó)乃至全球的嚴(yán)重的公共衛(wèi)生問(wèn)題。近年來(lái)，基于圖論的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)分析極大地推進(jìn)了人類(lèi)對(duì)于腦網(wǎng)絡(luò)組織模式的認(rèn)識(shí)。本研究中，我們基于96個(gè)兒童的靜息狀態(tài)fMRI圖像，采用圖論的方法構(gòu)建了每個(gè)兒童的復(fù)雜腦網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)而分析了ADHD癥狀引發(fā)的腦網(wǎng)絡(luò)異常情況，最后基于構(gòu)建的腦網(wǎng)絡(luò)參

2、數(shù)結(jié)合模式識(shí)別算法對(duì)于預(yù)測(cè)ADHD疾病的嚴(yán)重程度進(jìn)行了初步探索。本研究所做的具體工作如下:
　　首先，我們基于96個(gè)受試兒童（其中33個(gè)ADHD兒童，63個(gè)正常兒童）的靜息狀態(tài)fMRI數(shù)據(jù)，構(gòu)建每個(gè)兒童的復(fù)雜腦網(wǎng)絡(luò)，并求得腦網(wǎng)絡(luò)參數(shù):三個(gè)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)和六個(gè)全局網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。研究結(jié)果表明兒童腦網(wǎng)絡(luò)也呈現(xiàn)和成人相似的“小世界”屬性，并且有一些與成人類(lèi)似的對(duì)信息傳遞起重要作用的“hub”腦區(qū)。
　　其次，為分析人類(lèi)注意缺陷嚴(yán)重程度（A

3、DHD的癥狀之一）個(gè)體差異的腦網(wǎng)絡(luò)機(jī)理，我們采用相關(guān)分析的方法分析了注意缺陷評(píng)分(IAS)與復(fù)雜腦網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的系數(shù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:雙邊的尾狀核和丘腦、左側(cè)的中扣帶和舌回以及右側(cè)的海馬的節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)與IAS評(píng)分呈現(xiàn)顯著的正相關(guān)(P＜0.01)，進(jìn)一步的逐步線性回歸分析中，生成的IAS評(píng)分預(yù)測(cè)模型中僅保留了左側(cè)中扣帶的中介核心性和左側(cè)尾狀核的全局效率。這些研究發(fā)現(xiàn)說(shuō)明這七個(gè)腦區(qū)的局部網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣M織結(jié)構(gòu)影響了注意行為的個(gè)體表現(xiàn)。
　　最后，

4、我們基于復(fù)雜腦網(wǎng)絡(luò)參數(shù)采用支持向量回歸的方法，對(duì)個(gè)體注意缺陷水平進(jìn)行預(yù)測(cè)。本研究中，我們基于復(fù)雜腦網(wǎng)絡(luò)參數(shù)與IAS的相關(guān)系數(shù)進(jìn)行特征選擇，，分別采用線性核函數(shù)和多項(xiàng)式核函數(shù)，用支持向量回歸的方法構(gòu)建IAS評(píng)分預(yù)測(cè)模型，通過(guò)留一法交叉驗(yàn)證。結(jié)果表明，基于與LAS相關(guān)性最強(qiáng)的50個(gè)特征，采用多項(xiàng)式核函數(shù)，可以達(dá)到最好的預(yù)測(cè)效果，預(yù)測(cè)IAS與真實(shí)IAS的相關(guān)性系數(shù)達(dá)到0.44。
　　綜上所述，本研究中我們基于靜息狀態(tài)fMRI數(shù)據(jù)，對(duì)AD