基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的靜息狀態(tài)腦功能網(wǎng)絡(luò)建模與分析.pdf

1、人類的大腦是目前所知最復(fù)雜、最完善的動(dòng)態(tài)信息處理系統(tǒng),它通過(guò)數(shù)以億計(jì)的神經(jīng)元之間不斷地組織和重塑連接來(lái)實(shí)現(xiàn)一系列復(fù)雜功能。將復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論和方法應(yīng)用于腦神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域,運(yùn)用系統(tǒng)的觀點(diǎn)分析大腦的信息處理和傳遞機(jī)制,對(duì)人類認(rèn)識(shí)腦、理解腦的行為機(jī)理有著十分重要的意義。本文采用功能磁共振成像技術(shù),運(yùn)用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論構(gòu)建和分析靜息狀態(tài)下正常健康被試和精神分裂癥患者腦功能網(wǎng)絡(luò),研究大腦的結(jié)構(gòu)和功能,探討正常與非正常生理狀態(tài)腦網(wǎng)絡(luò)特性。
　　 首先

2、以腦功能連接研究為核心,簡(jiǎn)要介紹了功能磁共振成像技術(shù)的發(fā)展、原理以及復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論等背景知識(shí);繼而從功能分離和功能整合角度出發(fā),詳細(xì)介紹了目前分析功能成像數(shù)據(jù)的各種處理方法,重點(diǎn)闡述了數(shù)據(jù)預(yù)處理的經(jīng)典方法統(tǒng)計(jì)參數(shù)映射(SPM)的操作步驟及意義以及功能連接的分析方法。
　　 其次,結(jié)合復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論建立和分析靜息狀態(tài)下正常健康被試的腦網(wǎng)絡(luò)模型,并得出一些有意義的結(jié)果。用種子體素法構(gòu)造鄰接矩陣時(shí),規(guī)定閾值的設(shè)定遵循網(wǎng)絡(luò)的整體性和小世界性

3、原則,避免了閾值設(shè)定的隨意性大問(wèn)題,獲得了一個(gè)最能代表實(shí)際腦網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的模型。在此基礎(chǔ)上對(duì)其拓?fù)涮匦赃M(jìn)行分析,得出靜息狀態(tài)正常人腦功能網(wǎng)絡(luò)具有小世界性和無(wú)標(biāo)度性特性。并通過(guò)分析網(wǎng)絡(luò)中心化指標(biāo)推測(cè)出后扣帶回、前額葉等腦區(qū)是靜息狀態(tài)下較為活躍的腦區(qū),在腦網(wǎng)絡(luò)的神經(jīng)活動(dòng)中起到至關(guān)重要的作用。
　　 然后,針對(duì)靜息狀態(tài)下精神分裂癥患者的功能磁共振數(shù)據(jù),基于體素水平構(gòu)建腦功能網(wǎng)絡(luò)模型并分析網(wǎng)絡(luò)的各種特性,得出精神分裂癥患者的腦網(wǎng)絡(luò)具有小世界