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/多動障礙（Attention Deficit/Hyperactivity Disorder，ADHD）是一種很常見的兒童精神發(fā)育障礙疾病。近十幾年來，ADHD已經(jīng)是我國乃至全球的嚴重的公共衛(wèi)生問題。近年來，基于圖論的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)分析極大地推進了人類對于腦網(wǎng)絡(luò)組織模式的認識。本研究中，我們基于96個兒童的靜息狀態(tài)fMRI圖像，采用圖論的方法構(gòu)建了每個兒童的復(fù)雜腦網(wǎng)絡(luò)，進而分析了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)合模式識別算法對于預(yù)測ADHD疾病的嚴重程度進行了初步探索。本研究所做的具體工作如下:
　　首先，我們基于96個受試兒童（其中33個ADHD兒童，63個正常兒童）的靜息狀態(tài)fMRI數(shù)據(jù)，構(gòu)建每個兒童的復(fù)雜腦網(wǎng)絡(luò)，并求得腦網(wǎng)絡(luò)參數(shù):三個節(jié)點網(wǎng)絡(luò)參數(shù)和六個全局網(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似的對信息傳遞起重要作用的“hub”腦區(qū)。
　　其次，為分析人類注意缺陷嚴重程度（A

3、DHD的癥狀之一）個體差異的腦網(wǎng)絡(luò)機理，我們采用相關(guān)分析的方法分析了注意缺陷評分(IAS)與復(fù)雜腦網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的系數(shù)。實驗結(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)點網(wǎng)絡(luò)參數(shù)與IAS評分呈現(xiàn)顯著的正相關(guān)(P＜0.01)，進一步的逐步線性回歸分析中，生成的IAS評分預(yù)測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)說明這七個腦區(qū)的局部網(wǎng)絡(luò)拓撲組織結(jié)構(gòu)影響了注意行為的個體表現(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，對個體注意缺陷水平進行預(yù)測。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)進行特征選擇，，分別采用線性核函數(shù)和多項式核函數(shù)，用支持向量回歸的方法構(gòu)建IAS評分預(yù)測模型，通過留一法交叉驗證。結(jié)果表明，基于與LAS相關(guān)性最強的50個特征，采用多項式核函數(shù)，可以達到最好的預(yù)測效果，預(yù)測IAS與真實IAS的相關(guān)性系數(shù)達到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AD