阿爾茨海默�。ˋlzheimer’s Disease,AD）是一種以認(rèn)知能力衰退為特征的神經(jīng)退行性疾病。隨著神經(jīng)影像學(xué)的發(fā)展,基于圖論的網(wǎng)絡(luò)分析技術(shù)一直被用來表征人腦網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)在組織結(jié)構(gòu)。盡管大量的研究已經(jīng)在AD患者中發(fā)現(xiàn)了異常的腦網(wǎng)絡(luò)分離與整合,但AD患者腦網(wǎng)絡(luò)的模塊化組織仍存在很大未知。而且AD患者的功能連通性網(wǎng)絡(luò)（Functional connectivity network,FCN）和高階功能連通性網(wǎng)絡(luò)（High-order functional connectivity network,HOFCN）通常被單獨(dú)檢測,存在不同的結(jié)果。因此,本文在傳統(tǒng)功能腦網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上,構(gòu)建了高階腦網(wǎng)絡(luò),并檢查其模塊化組織,提出了新的檢測指標(biāo),為理解AD的病理生理學(xué)機(jī)制提供了新的方向。具體工作如下:第一,提出了一種基于譜優(yōu)化的高階腦網(wǎng)絡(luò)差異檢測算法。本文獲取了被試腦區(qū)時間序列,計(jì)算Pearson相關(guān)得到低階功能腦網(wǎng)絡(luò)。并通過計(jì)算低階網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涮卣鞯南嚓P(guān)性得到高階腦網(wǎng)絡(luò),并使用譜優(yōu)化算法識別網(wǎng)絡(luò)模塊。除此之外,基于圖論分析腦網(wǎng)絡(luò)異常,找出異常的腦網(wǎng)絡(luò)特征。結(jié)果表明,與健康對照（Healthy contr... 

【文章來源】：曲阜師范大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：53 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

論文結(jié)構(gòu)安排

第2章神經(jīng)影像學(xué)與圖論5第2章神經(jīng)影像學(xué)與圖論2.1神經(jīng)影像學(xué)隨著神經(jīng)影像學(xué)的飛速發(fā)展，人們對于大腦的研究已經(jīng)從臨床尸體解剖轉(zhuǎn)變成通過醫(yī)學(xué)影像來獲取活體被試的大腦圖像。這使得人們可以在不用對被試進(jìn)行損傷的同時，輕松的通過對腦圖像進(jìn)行處理來獲取各項(xiàng)指標(biāo)。此外，神經(jīng)影像的出現(xiàn)也降低了大腦研究分析的門檻，為所有研究者提供一個更加清晰、直觀的活體大腦內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使得各個交叉領(lǐng)域也可以共同交流分析。總的來說，神經(jīng)影像學(xué)的發(fā)展為人類大腦研究注入了強(qiáng)大的動力。常見的神經(jīng)成像技術(shù)多種多樣，其中主要包括：fMRI、sMRI、NIRS、EEG、MEG和正電子發(fā)射斷層掃描（PositronEmissionTomography，PET）等。這些技術(shù)都為腦圖像的獲取提供了一種非侵入式的方法。其中，fMRI能映射出大腦自發(fā)神經(jīng)活動的活躍程度，sMRI中包括大量的腦組織結(jié)構(gòu)與形態(tài)學(xué)特征，PET則可以用于研究大腦代謝的異常。許多fMRI的研究發(fā)現(xiàn)AD患者的DMN中出現(xiàn)明顯異常的神經(jīng)活動[41]。而sMRI的研究發(fā)現(xiàn)了AD患者部分灰質(zhì)區(qū)域形態(tài)學(xué)上的改變，如灰質(zhì)萎縮和皮質(zhì)變薄等[42]。除此之外還包括神經(jīng)元放電信號（Spikes）和皮層電位（Electrocorticography，ECoG）技術(shù)等有創(chuàng)的方法。這些技術(shù)的應(yīng)用選擇取決于對疾病特征的需求以及疾病的發(fā)展階段等。圖2.1展示了常見的多模態(tài)影像。圖2.1常見的多模態(tài)影像本文主要針對fMRI數(shù)據(jù)做出分析，fMRI是一種新興的神經(jīng)成像方法，可以通過測量神經(jīng)元激活所引起的血液動力的改變與代謝活動的關(guān)系來映射大腦活動。在大腦活動增強(qiáng)時，腦內(nèi)神經(jīng)元的耗氧量就會隨之增加，在血液中的氧氣含量就會減少。而氧氣需要依靠紅細(xì)胞中的血紅蛋白為載體，與之形成氧合血紅蛋白來完成運(yùn)輸。因此，在大腦活動增

。這不僅導(dǎo)致神經(jīng)激活區(qū)域腦血流的改變，局部血液中脫氧血紅蛋白與氧合血紅蛋白的濃度，以及血容積都會發(fā)生改變。而由于脫氧血紅蛋白中含有不配對的電子，所以是一種內(nèi)在的順磁性對比劑。而氧合血紅蛋白與其相反，具有逆磁性。因此，通過對這些具有順磁性和逆磁性的對比劑進(jìn)行磁共振成像，就可以映射出大腦的神經(jīng)活動。其中，BOLD信號是一種混合型信號，其測量的是氧合與脫氧血紅蛋白之間的比例。為了解決不同的問題，人們在BOLD信號的基礎(chǔ)上又引入了其他的成像方法，包括：實(shí)時功能磁共振成像和光遺傳學(xué)功能磁共振成像等。圖2.2血液動力學(xué)響應(yīng)和fMRI信號AD患者在神經(jīng)病變過程中會引起各腦區(qū)之間功能連通性的改變，人們通常使用rs-fMRI數(shù)據(jù)來研究這種連接異常。而rs-fMRI是通過BOLD信號來測量腦內(nèi)神經(jīng)活動。已有大量的研究揭示了人在無任務(wù)狀態(tài)時腦內(nèi)的靜息態(tài)網(wǎng)絡(luò)[43]，其主要由BOLD信號的時間和空間相關(guān)構(gòu)成，用來參與人腦功能模塊的構(gòu)成，如：視覺、語言、DMN和運(yùn)動區(qū)域等[44]。由于rs-fMRI的研究發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致DMN區(qū)域越來越受到人們的關(guān)注。DMN也叫做“task-negative”網(wǎng)絡(luò)，它在人腦處于無任務(wù)狀態(tài)時內(nèi)在活動增強(qiáng)[26]。有研究表明，人腦的功能網(wǎng)絡(luò)變化在臨床癥狀出現(xiàn)之前就己經(jīng)出現(xiàn)。對于這些神經(jīng)影像學(xué)的研究促使本文更好的理解患者病理生理上的改變，為AD患者的診斷和治療提供了很好的參考方案。但是，這些神經(jīng)影像數(shù)據(jù)并不能完全捕捉疾病的一些細(xì)微改變。因此，使用神經(jīng)影像學(xué)研究AD病變過程與發(fā)病機(jī)制仍極具挑戰(zhàn)性。2.2圖論與rs-fMRI人腦是由大量的神經(jīng)元相連而成，其構(gòu)成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)是人腦實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能的基矗如今，越來越多的研究者認(rèn)識到構(gòu)建人腦網(wǎng)絡(luò)的重要性，并且在這方面也進(jìn)行了許多探索。人們常將大腦劃分為90個區(qū)域，并將區(qū)域間相關(guān)作

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]阿爾茨海默病患者腦功能網(wǎng)絡(luò)小世界屬性改變及其與認(rèn)知功能的相關(guān)性研究[D]. 陳淑娟.安徽醫(yī)科大學(xué) 2019
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本文編號：3356233