基于EEG的運動訓(xùn)練對腦功能網(wǎng)絡(luò)的影響.pdf

1、大腦是一個復(fù)雜并且動態(tài)的系統(tǒng)，腦的許多功能都是基于大腦的神經(jīng)組織結(jié)構(gòu)之上的，受學(xué)習(xí)、經(jīng)驗以及訓(xùn)練等因素的影響，大腦的結(jié)構(gòu)和功能都會出現(xiàn)動態(tài)的修復(fù)和重組。運動訓(xùn)練與德育、智育、美育、勞動技術(shù)教育相互配合，作為一個專門組織的教育過程，是整個教育不可缺少的重要組成部分。隨著各學(xué)科技術(shù)領(lǐng)域的不斷整合發(fā)展，國內(nèi)外腦科學(xué)研究專家發(fā)現(xiàn)長期運動訓(xùn)練對人腦電活動會產(chǎn)生特定的影響。腦功能網(wǎng)絡(luò)研究是深入認識大腦功能的一個新途徑，腦電圖（Electroence

2、phalogram，EEG）由于時間分辨率高，可進行實時監(jiān)控，并且容易獲取，已在腦功能網(wǎng)絡(luò)研究中廣泛采用。
　　本文以不同運動訓(xùn)練水平被試的19導(dǎo)腦電信號為研究對象，腦電信號在運動想象任務(wù)下采集，由小波分解方法提取特定頻率的節(jié)律波，計算各導(dǎo)腦電信號之間的連接值，首先采用皮爾森相關(guān)系數(shù)構(gòu)建了運動訓(xùn)練組和控制組的功能連接網(wǎng)絡(luò)，其次采用稀疏貝葉斯網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建了運動訓(xùn)練組和控制組的有效連接網(wǎng)絡(luò)，最后提取兩組被試的腦網(wǎng)絡(luò)測度，進一步研究復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)

3、的統(tǒng)計特性，得到多個測度隨閾值變化的曲線圖。
　　研究發(fā)現(xiàn)，不同運動訓(xùn)練水平被試的腦電所構(gòu)建的功能連接網(wǎng)絡(luò)和有效連接網(wǎng)絡(luò)在beta頻段都表現(xiàn)出更顯著的差異。功能連接網(wǎng)絡(luò)的測度分析發(fā)現(xiàn)，兩組被試各節(jié)點在四個頻段的連接特性并不一致;平均聚類系數(shù)這一測度在alpha頻段差異較大，并且訓(xùn)練組的功能連接網(wǎng)絡(luò)節(jié)點更傾向于形成緊密的集團;兩組被試的特征路徑長度和模塊化指數(shù)無明顯差異;節(jié)點在功能連接網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)介數(shù)在不同頻段時表現(xiàn)是不一樣的。有效

4、連接網(wǎng)絡(luò)的測度分析發(fā)現(xiàn)，運動訓(xùn)練對兩組被試有效連接網(wǎng)絡(luò)的入度影響稍大，在不同頻段的表現(xiàn)也不一樣;運動訓(xùn)練對被試有效連接網(wǎng)絡(luò)的平均聚類系數(shù)這一測度的影響在beta頻段和delta頻段有一定表現(xiàn)，但表現(xiàn)不穩(wěn)定;兩組被試的特征路徑長度和模塊化指數(shù)無明顯差異;節(jié)點在有效連接網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)介數(shù)在不同頻段時表現(xiàn)是一致的。
　　結(jié)果表明，論文所采用的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方法在一定程度上能夠刻畫不同的腦功能狀態(tài)，在分析、理解運動訓(xùn)練對大腦的影響等方面成為一種新