伏隔核是大腦的重要皮下核團(tuán),在促進(jìn)生物體猶豫狀態(tài)下選擇最佳動作方面發(fā)揮著重要作用,也是深腦刺激和新型生物療法治療神經(jīng)和精神類疾病的重要靶點(diǎn)。傳統(tǒng)組織學(xué)和解剖學(xué)對伏隔核的邊界和內(nèi)部異質(zhì)性已有深入研究,提出伏隔核的經(jīng)典殼-核二分法,并指出它們在促進(jìn)最佳動作選擇過程中相反的行為模式。然而,早期解剖規(guī)范定義的伏隔核及其亞區(qū)并非連接上的同質(zhì)區(qū)域,不能作為影像連接分析中最佳節(jié)點(diǎn)選擇,利用腦連接信息實(shí)現(xiàn)伏隔核的邊界識別和伏隔核的精細(xì)劃分,并刻畫出這些腦區(qū)的功能和解剖連接模式,來構(gòu)建具有明確生物學(xué)意義的伏隔核連接組圖譜亟待解決,可以為研究伏隔核復(fù)雜結(jié)構(gòu)和功能做導(dǎo)航。另外,目前有關(guān)伏隔核的認(rèn)知大都源于動物實(shí)驗(yàn),這些認(rèn)知是否可以直接轉(zhuǎn)化到人類猶未可知,跨物種比較可以識別物種共有及特有的大腦組織方式,幫助分析實(shí)驗(yàn)結(jié)論在物種間推廣的可行性以及人類特有的高級認(rèn)知功能等,如前額葉是伏隔核的主要皮層投射源,人類前額葉的異常進(jìn)化膨脹可能導(dǎo)致這一投射連接的異常變化,進(jìn)而影響到一些功能的表達(dá)。宏觀層面上,隨著近幾年多物種影像數(shù)據(jù)的積累和公開,比較影像學(xué)新技術(shù)和方法漸被提上日程,已成為腦科學(xué)基礎(chǔ)研究的熱點(diǎn)。然而,現(xiàn)階段的比...

【文章頁數(shù)】：119 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 腦圖譜
            1.2.1.1 構(gòu)筑圖譜
            1.2.1.2 標(biāo)準(zhǔn)空間和標(biāo)準(zhǔn)模板
            1.2.1.3 連接組圖譜
        1.2.2 伏隔核
            1.2.2.1 歷史
            1.2.2.2 組織結(jié)構(gòu)
            1.2.2.3 連接和功能
        1.2.3 比較影像學(xué)
            1.2.3.1 背景
            1.2.3.2 方法和成果
            1.2.3.3 缺陷和展望
    1.3 本文的主要貢獻(xiàn)與創(chuàng)新
    1.4 本文章節(jié)的組織結(jié)構(gòu)
第二章 伏隔核連接單元的識別
    2.1 問題分析
        2.1.1 傳統(tǒng)侵入式技術(shù)定義的伏隔核區(qū)域
        2.1.2 方法學(xué)基礎(chǔ)的考量
        2.1.3 早期紋狀體分區(qū)研究
        2.1.4 跨物種比較研究現(xiàn)狀
    2.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和方法
        2.2.1 人腦影像數(shù)據(jù)選取
            2.2.1.1 HCP數(shù)據(jù)基本信息
            2.2.1.2 基于伏隔核區(qū)域的局部配準(zhǔn)法
            2.2.1.3 驗(yàn)證配準(zhǔn)方法
            2.2.1.4 分區(qū)實(shí)驗(yàn)的被試選取
        2.2.2 獼猴大腦標(biāo)本制作和腦影像數(shù)據(jù)采集
            2.2.2.1 獼猴標(biāo)本制備
            2.2.2.2 獼猴高分辨影像采集
            2.2.2.3 獼猴影像數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查及可用性分析
        2.2.3 磁共振數(shù)據(jù)預(yù)處理
            2.2.3.1 結(jié)構(gòu)像預(yù)處理
            2.2.3.2 彌散像預(yù)處理
        2.2.4 基于連接劃分腦區(qū)的一般流程
        2.2.5 定義感興趣區(qū)域
        2.2.6 大腦概率跟蹤和纖維重建
        2.2.7 基于解剖連接構(gòu)筑的分區(qū)
        2.2.8 伏隔核連接單元界定
            2.2.8.1 基于概率跟蹤連接的紋狀體迭代式分區(qū)
            2.2.8.2 連接特征驗(yàn)證伏隔核連接單元
        2.2.9 人類與獼猴伏隔核的可比較性
            2.2.9.1 量化的位置對應(yīng)關(guān)系
            2.2.9.2 解剖連接模式的可比較性
    2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        2.3.1 獼猴伏隔核連接單元的界定
        2.3.2 人類伏隔核連接單元的界定
        2.3.3 物種間伏隔核的可比較性
    2.4 結(jié)果討論
    2.5 本章小結(jié)
第三章 伏隔核連接組圖譜構(gòu)建
    3.1 問題分析
        3.1.1 伏隔核的異質(zhì)性
        3.1.2 伏隔核亞區(qū)的連接和功能
        3.1.3 多模態(tài)分區(qū)法
        3.1.4 本章工作
    3.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和方法
        3.2.1 影像數(shù)據(jù)來源
        3.2.2 靜息態(tài)功能像預(yù)處理
            3.2.2.1 人腦功能像預(yù)處理
            3.2.2.2 獼猴腦功能像預(yù)處理
        3.2.3 活體獼猴腦影像數(shù)據(jù)采集
        3.2.4 基于多模態(tài)連接的人腦伏隔核分區(qū)
            3.2.4.1 基于纖維概率跟蹤連接的伏隔核分區(qū)
            3.2.4.2 基于靜息態(tài)功能連接的伏隔核分區(qū)
            3.2.4.3 基于任務(wù)態(tài)共激活模式的伏隔核分區(qū)
            3.2.4.4 多模態(tài)伏隔核分區(qū)結(jié)果整合
        3.2.5 人腦伏隔核亞區(qū)連接的刻畫
            3.2.5.1 解剖連接
            3.2.5.2 靜息態(tài)功能連接
            3.2.5.3 共激活模式
        3.2.6 人腦伏隔核亞區(qū)連接上的比較
        3.2.7 高分辨獼猴彌散像下的伏隔核精細(xì)分區(qū)
            3.2.7.1 獼猴伏隔核精細(xì)劃分
            3.2.7.2 獼猴伏隔核亞區(qū)連接模式的刻畫和比較
    3.3 研究結(jié)果
        3.3.1 人腦伏隔核多模態(tài)分區(qū)
        3.3.2 人腦伏隔核亞區(qū)連接的刻畫與比較
            3.3.2.1 解剖連接
            3.3.2.2 靜息態(tài)功能連接
            3.3.2.3 共激活
            3.3.2.4 多模態(tài)連接
        3.3.3 獼猴伏隔核精細(xì)分區(qū)
        3.3.4 獼猴伏隔核亞區(qū)的刻畫與比較
            3.3.4.1 二分結(jié)構(gòu)
            3.3.4.2 四分結(jié)構(gòu)
    3.4 結(jié)果討論
    3.5 本章小結(jié)
第四章 伏隔核殼-核連接上的物種差異
    4.1 問題分析
        4.1.1 問題提出
        4.1.2 跨物種比較
        4.1.3 本章工作
    4.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和方法
        4.2.1 確定比較內(nèi)容和比較特征
        4.2.2 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備
            4.2.2.1 數(shù)據(jù)源和數(shù)據(jù)預(yù)處理
            4.2.2.2 功能數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查
        4.2.3 構(gòu)建連接指紋圖框架
            4.2.3.1 構(gòu)建原則
            4.2.3.2 構(gòu)建過程
        4.2.4 描繪連接上具有可比性的目標(biāo)區(qū)域
            4.2.4.1 描繪思路
            4.2.4.2 描繪過程
        4.2.5 計算指紋圖進(jìn)行跨物種比較
        4.2.6 單個連接的比較
    4.3 研究結(jié)果
        4.3.1 連接指紋圖框架
        4.3.2 目標(biāo)區(qū)域范圍重定義
        4.3.3 跨物種比較：連接指紋圖
        4.3.4 跨物種比較：單個連接
    4.4 結(jié)果討論
    4.5 本章小結(jié)
第五章 高精度跨物種比較研究
    5.1 問題分析
        5.1.1 跨物種研究現(xiàn)狀
        5.1.2 跨物種研究趨勢
        5.1.3 方法可行性分析
        5.1.4 本章工作
    5.2 實(shí)驗(yàn)方法
        5.2.1 構(gòu)建體素層面上的映射關(guān)系
            5.2.1.1 構(gòu)建過程
            5.2.1.2 基于形態(tài)特征的體素映射
        5.2.2 量化物種間腦區(qū)的位置對應(yīng)關(guān)系
        5.2.3 物種間腦區(qū)連接上的可比較性
            5.2.3.1 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備和比較特征選擇
            5.2.3.2 種子區(qū)
            5.2.3.3 高精度特征的計算和跨物種比較
        5.2.4 基于高精度功能連接特征的跨物種映射
            5.2.4.1 實(shí)驗(yàn)材料
            5.2.4.2 基于高精度連接特征的體素映射
    5.3 研究結(jié)果
        5.3.1 皮下區(qū)域體素層面上的位置映射
        5.3.2 物種間皮下區(qū)域的位置映射
        5.3.3 物種間區(qū)域連接上的可比較性
        5.3.4 物種間皮下區(qū)域基于高精度連接特征的映射
    5.4 結(jié)果討論
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 存在的問題和后續(xù)工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀博士學(xué)位期間的科研成果
獨(dú)創(chuàng)性聲明



本文編號：3798509