隨著神經(jīng)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,我們獲得了越來越多的關(guān)于大腦的數(shù)據(jù)。但是如何從這些數(shù)據(jù)中獲得有用信息,幫助我們理解大腦工作的機(jī)制和原理,一直是十分重要的研究課題。本論文主要從真實(shí)的神經(jīng)數(shù)據(jù)出發(fā),一方面通過擴(kuò)散張量影像,構(gòu)建出大腦皮層的結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò),研究了不同被試的大腦網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及其上神經(jīng)活動的差別、它們和被試認(rèn)知能力之間的關(guān)系,以及噪聲在大腦正常功能中的作用;另一方面使用鼠類海馬區(qū)的局域場電位信號,從中提取了各種時空斑圖特征,研究了它們的神經(jīng)表征、解碼算法和潛在應(yīng)用。通過這些研究,試圖從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、神經(jīng)活動模擬和神經(jīng)表征解碼三個方面,幫助我們理解大腦中記憶、學(xué)習(xí)和認(rèn)知背后可能的機(jī)制。本文的工作和取得的主要成果如下:1.研究了大腦皮層網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和被試的認(rèn)知能力（或者智商,IntelligenceQuotient,簡稱IQ）之間的關(guān)系,結(jié)果發(fā)現(xiàn),人腦皮層網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)是在效率和能耗之間平衡的結(jié)果,這種在效率和能耗之間平衡的傾向性和被試的IQ有著一定的關(guān)聯(lián),并且男女群體有著顯著的差別。2.研究了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和噪聲對大腦上皮層神經(jīng)活動的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn),網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)限制了不同腦區(qū)神經(jīng)活動激發(fā)的次序,而噪聲則為神經(jīng)活動模式... 

【文章來源】：華東師范大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：178 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

人類大腦中神經(jīng)細(xì)胞和非神經(jīng)細(xì)胞的數(shù)量分布，圖片引自[8]

14第二章神經(jīng)科學(xué)基礎(chǔ)和計(jì)算模型方法和結(jié)構(gòu)。下面我們重點(diǎn)來看下大腦的結(jié)構(gòu)。大腦由兩個相互對稱的半球組成，圖2.6(b)展示了從中間切面看到的大腦各個區(qū)域的結(jié)構(gòu)。其中主要組成有[9]：大腦皮層(cerebralcortex)：中樞神經(jīng)系統(tǒng)中最大的神經(jīng)整合部位。它在注意力、知覺、思維、記憶、語言和意識等高級認(rèn)知活動中起著關(guān)鍵作用。胼胝體(corpuscallosum)：大腦的一個重要白質(zhì)帶，含有大量神經(jīng)纖維，用以連接左右兩個大腦半球，是左右半腦信息傳遞的重要途徑。海馬體(hippocampus)：大腦中重要的信息處理區(qū)域，在從短期記憶到長期記憶的信息鞏固中發(fā)揮著重要作用，同時也是大腦進(jìn)行空間定位和導(dǎo)航的重要組成部分。此外大腦還包含丘腦(Thalamus)、下丘腦（Hypothalamus）、杏仁核（Amygdala）等其它區(qū)域，在人體生理功能調(diào)節(jié)、信息傳遞、情緒和記憶等功能中有著重要的作用。圖2.7:大腦皮層的結(jié)構(gòu)，圖片引自[52]。大腦皮層處于大腦的最外層，大部分神經(jīng)元的胞體和樹突都分布在平均厚度約為2.5mm(1～4.5mm)的薄層中[53]，在T1w-MRI影像中呈現(xiàn)灰色，又稱為灰質(zhì)(graymatter)。皮層之下的大部分區(qū)域稱之為白質(zhì)(whitematter)，主要由遠(yuǎn)距離神經(jīng)元之間連接的軸突鞘纖維束組成，在T1w-MRI影像中呈現(xiàn)淺色。大腦皮層最重要的一個特征就是折疊特性，表面形成了復(fù)雜的腦回(gyri)和腦

華東師范大學(xué)博士學(xué)位論文 15溝(sulci)。通過這種折疊方式極大的增加了大腦皮層的表面積，在相同體積的情況下，可以增加皮層面積，形成更多功能分區(qū)，處理更多不同的信息[54]。這樣的折疊特性在減少大腦能量消耗和提高信息處理能力方面有著重要的意義。此外這些腦溝回也將大腦皮層分成了在結(jié)構(gòu)和功能上不同的各個子區(qū)。


本文編號：3229818