【摘要】：長期濫用海洛因等成癮藥物會對成癮者大腦內(nèi)的各種認知加工回路產(chǎn)生嚴重損害,導(dǎo)致成癮者在面對藥物相關(guān)刺激時,產(chǎn)生異常強烈的覓藥動機和用藥渴求。而目前有關(guān)長期海洛因攝入是否會影響成癮者對金錢等一般獎賞刺激的認知加工和行為調(diào)控的研究還比較少。本研究采用事件相關(guān)電位技術(shù)和腦源定位技術(shù),通過金錢刺激延遲任務(wù)(Monetary Incentive Delay Task,MID任務(wù))比較海洛因成癮戒斷者的獎賞加工機制與正常人群的差異,并深入分析了海洛因成癮戒斷者在獎賞加工各階段的認知加工缺陷和腦區(qū)活動異常,為海洛因成癮戒斷者的獎賞行為異常提供理論依據(jù)。在數(shù)據(jù)處理階段,針對無眼電參考環(huán)境下的腦電信號去噪問題,本文提出了一種基于離散小波變換、卡爾曼濾波和自適應(yīng)噪聲抵消方法的眼電偽跡自動去除模型,實現(xiàn)了在盡量保留真實腦電信息的前提下有效去除眼電偽跡的功能。本研究得出的主要結(jié)論有:1.本文基于已有的小波變換去眼電模型和自適應(yīng)噪聲抵消器模型,提出了一種基于小波變換、卡爾曼預(yù)測和自適應(yīng)濾波技術(shù)的自動去噪模型。該模型利用原始信號經(jīng)過小波變換后得到的各子成分的峰度值差異,對其進行閾值處理,從而提取出粗糙的眼電偽跡。然后利用卡爾曼預(yù)測技術(shù),通過粗糙的眼電偽跡預(yù)測出精確的眼電噪聲作為自適應(yīng)濾波所需的眼電參考信號,最后通過自適應(yīng)噪聲抵消器實現(xiàn)對眼電噪聲的去除以及對腦電信號的跟蹤。本研究通過比較去噪后的模擬腦電信號和真實腦電信號的相近程度驗證了模型的有效性。同時通過對比分析該模型與小波去噪模型、自適應(yīng)去噪模型的眼電去除效果,從時域和頻域驗證了本模型的優(yōu)點。通過以上分析,該模型能夠快速有效地去除眼電偽跡,因此在隨后的實驗數(shù)據(jù)處理中我們應(yīng)用該模型對實際采集到的腦電信號進行眼電偽跡的自動去除。2.在MID任務(wù)中,行為數(shù)據(jù)結(jié)果表明,成癮戒斷組對目標(biāo)刺激的平均反應(yīng)速度比正常組快,說明成癮戒斷組在面對目標(biāo)刺激時更沖動。此外,成癮戒斷組對正性目標(biāo)刺激的反應(yīng)時顯著短于對負性目標(biāo)刺激的反應(yīng)時,而這種差異在正常對照組中卻沒有出現(xiàn),這可能是由于成癮戒斷組對即時獎賞投入了更多的注意資源卻不關(guān)心潛在損失造成的。ERP統(tǒng)計結(jié)果表明,與線索認知加工相關(guān)的Cue-related P300成分在兩組人群中不存在顯著差異,而與結(jié)果期待相關(guān)的SPN成分的右半球偏側(cè)化效應(yīng)在成癮戒斷組中消失,與結(jié)果評價相關(guān)的FRN成分的波幅受獎賞線索極性的影響。源定位結(jié)果發(fā)現(xiàn),海洛因成癮戒斷組與正常組在獎賞加工的各個階段均存在腦區(qū)活動上的差異。因此我們可以認為海洛因成癮戒斷組對金錢獎賞的處理機制存在異常,他們在獎賞期待和策略調(diào)整方面的缺陷導(dǎo)致其在實驗過程中對刺激的評估和對結(jié)果的預(yù)期出現(xiàn)加工異常。另外,海洛因成癮戒斷人群的前額葉、扣帶回等腦區(qū)的異�；顒訉蛊湓阱e誤監(jiān)測和反饋調(diào)節(jié)方面產(chǎn)生缺陷,導(dǎo)致他們不能基于環(huán)境信息和先前經(jīng)驗作出最佳動作響應(yīng)。綜上,本研究的結(jié)果表明海洛因成癮戒斷者在面對金錢刺激時存在只注重即時獎賞卻忽略了潛在懲罰的沖動行為反應(yīng),ERP結(jié)果表明這種行為上的異常與成癮者在獎賞加工各階段存在的認知加工缺陷密切相關(guān),源定位結(jié)果進一步揭示了這些認知加工缺陷與長期藥物攝入損傷的獎賞相關(guān)腦區(qū)之間的內(nèi)在聯(lián)系。
【圖文】：

圖 2.1 腦電信號中各節(jié)律波的波形示意圖腦電信號按照產(chǎn)生方式可以分為自發(fā)腦電 (Electroencephalogram, EEG) 和誘發(fā)腦電 (Evoked Potential, EP)。自發(fā)腦電是指沒有受到任何物理刺激或任務(wù)指令時大腦的基線活動，是大腦處于安靜放松狀態(tài)下產(chǎn)生的穩(wěn)定節(jié)律波。誘發(fā)腦電是指在任務(wù)刺激下大腦產(chǎn)生的能夠代表某類心理活動的腦電信號，它能夠?qū)⑼饨绱碳ひ鸬男睦砩矸磻?yīng)與腦電波形聯(lián)系起來，是研究大腦神經(jīng)機制和行為活動的可靠方法[56]。但單次采集到的腦電信號是一種連續(xù)且不規(guī)則的信號波形，其諧波成分非常復(fù)雜，只能反映出對大腦活動的粗略測量。而由特定任務(wù)誘發(fā)的腦電信號的幅值比自發(fā)腦電小得多，所以會淹沒在自發(fā)腦電中。此外，實際采集到的腦電波形也無法顯示出與認知處理相關(guān)的信息，如認知加工的起始和持續(xù)時間等。隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，，研究者們使用計算機將原始腦電信號進行分段疊加，然后利用腦電信號的統(tǒng)計特性從自發(fā)腦電中提取出攜帶有效信息的誘發(fā)腦電，為大腦高級認知功能的研究提供了客觀有效的方法。

記錄電極的位置將按照國際腦電圖學(xué)會制定的10-20國際標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)聯(lián)放置準(zhǔn)則進行安放 (圖 2.2(a))。10-20 國際腦電記錄系統(tǒng)是在經(jīng)過大量的腦電信號采集研究后總結(jié)出來的一種被廣泛認可的電極放置方法，整個系統(tǒng)以矢狀線和冠狀線為基礎(chǔ)線按照 10%和 20%的距離進行劃分。矢狀線就是鼻根和枕外隆突的連線，將這條連線從鼻根處向后按照 10%、20%、20%、20%、20%、10%的距離進行劃分，可以得到五個電極放置位置，依次是：Fpz（額極中線），F(xiàn)z（額中線）、Cz（中央中線）、Pz（頂中線）和 Oz（枕中線）。冠狀線就是兩外耳道之間的連線，按照和矢狀線相同的方法進行劃分，將這條連線也從左向后按照 10%、20%、20%、20%、10%的距離進行定位，可以依次得到 T3、C3、Cz、C4 和 T4 五個電極放置位置。冠狀線和矢狀線將會在 Cz 點相交，所以通常將 Cz 點作為 10-20系統(tǒng)的基準(zhǔn)點。然后以基準(zhǔn)點 Cz 為圓心，以 Fpz、Oz、T3、T4 為圓周上的點畫圓，在這四個點兩兩之間的圓周上等距離取 4 個點。然后再在 Fz、C3、Pz 和 C4這 4 個點兩兩之間各取一個點。按照左奇右偶的原則對左右腦區(qū)的電極進行命名，左半球為奇數(shù)，右半球為偶數(shù)。FCz 電極為接地點 GND，AFz 電極為參考點 Ref，這就是 10-20 國際標(biāo)準(zhǔn)電極的放置標(biāo)準(zhǔn)。
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN911.7;R749.64

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本文編號：2701140