異常腦功能網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建與分析.pdf

1、腦功能網(wǎng)絡(luò)研究對于了解大腦信息處理方式以及認知表達的神經(jīng)生理機制具有重要意義，而現(xiàn)代的腦成像技術(shù)和復雜網(wǎng)絡(luò)理論為腦功能網(wǎng)絡(luò)的研究提供了必要的基礎(chǔ)。本文基于靜息態(tài)的阿爾茲海默癥(AD)腦電信號構(gòu)建異常腦功能網(wǎng)絡(luò)，并分析其網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的改變，有助于理解AD的發(fā)病機制并為診斷提供輔助。
　　本文應(yīng)用有限穿越可視圖與相空間最近鄰點建網(wǎng)方法，構(gòu)建單導聯(lián)腦電信號的腦功能網(wǎng)絡(luò)。首先通過將腦電信號時間序列映射為復雜網(wǎng)絡(luò)，對復雜網(wǎng)絡(luò)進行網(wǎng)絡(luò)拓撲分析

2、，提取其網(wǎng)絡(luò)的特征參數(shù)并以此來表征原始時間序列的動力學特性。研究結(jié)果顯示，與正常老年對照組相比，AD患者單導聯(lián)腦功能網(wǎng)絡(luò)的拓撲出現(xiàn)異常，網(wǎng)絡(luò)平均最短路徑長度與聚類系數(shù)發(fā)生改變。其中顯著性變化主要出現(xiàn)在頂部、枕部和右顳部。
　　本文進一步提取序列間的同步性構(gòu)建并分析多導聯(lián)的腦功能網(wǎng)絡(luò)。通過前面得到的單導聯(lián)復雜網(wǎng)絡(luò)聚類系數(shù)序列，計算兩導信號間的皮爾遜相關(guān)系數(shù)，以及不同導聯(lián)間的同步似然(SL)和模糊同步似然(FSL)系數(shù)，利用圖論理論提

3、取網(wǎng)絡(luò)拓撲參數(shù)，分析四個頻帶下AD腦功能網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)顯著性差異主要發(fā)生在 alpha頻帶，AD腦功能網(wǎng)絡(luò)具有“失連接”現(xiàn)象，即腦區(qū)之間的腦功能連接減少，導致功能網(wǎng)絡(luò)的圖指數(shù)復雜度降低及小世界屬性削弱。此外，對于同步似然(SL)和模糊同步似然(FSL)算法，在分析真實實驗數(shù)據(jù)之前，本文利用 Henon耦合模型產(chǎn)生仿真數(shù)據(jù)，驗證了該算法的有效性并比較其優(yōu)劣。
　　最后，經(jīng)過多種方法和不同維度的腦功能網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建與分析，本文得到了