發(fā)布時(shí)間：2020-08-03 15:56

【摘要】：近年來血氧水平依賴性功能磁共振成像(blood oxygen level dependent functional magnetic resonance imaging,BOLD-fMRI)研究發(fā)現(xiàn)任務(wù)誘發(fā)變異調(diào)節(jié)(task induced variability modulation,TIVM)的空間模式不同于傳統(tǒng)的任務(wù)誘發(fā)激活(task evoked activation,TEA),表明TIVM可能會(huì)提供研究人腦功能的全新視角。但由于方法學(xué)上的局限,現(xiàn)有研究尚無法明確兩者的差異是否確實(shí)反映不同的神經(jīng)響應(yīng)模式,這在很大程度上限制了TIVM在腦影像研究中的應(yīng)用。因此,本文主要目的是通過系統(tǒng)性研究與比較,證實(shí)TIVM和TEA確實(shí)反映兩種不同的神經(jīng)響應(yīng)模式。本文包括以下兩個(gè)研究:研究一,評(píng)估不同數(shù)據(jù)處理參數(shù)對(duì)TIVM的影響。包括兩個(gè)方面:全腦均值標(biāo)準(zhǔn)化(global mean normalization,GMN)和帶通濾波(band-pass filtering,BPF),并在三批相互獨(dú)立的數(shù)據(jù)集上重復(fù)驗(yàn)證。結(jié)果表明:GMN能夠提高TIVM的可重復(fù)性,BPF對(duì)TIVM結(jié)果基本沒有影響。研究二,TIVM和TEA的時(shí)間與空間特性比較。在研究一方法學(xué)評(píng)估的基礎(chǔ)之上,本研究分別從空間和時(shí)間維度上比較基于睜眼/閉眼(eyes open(EO)/eyes closed(EC))范式的TIVM和TEA。首先,我們?cè)谕慌辉嚿?在同樣的實(shí)驗(yàn)條件和同樣的模態(tài)(BOLD-fMRI)下,直接比較EO/EC誘發(fā)的TIVM和TEA的空間模式。我們發(fā)現(xiàn),EO與EC相比,TIVM顯著升高的腦區(qū)位于雙側(cè)紋外皮層(extrastriate cortex,ESC),TIVM顯著降低的腦區(qū)位于初級(jí)感覺運(yùn)動(dòng)皮層(primary sensorimotor cortex,PSMC)、初級(jí)聽覺皮層(primary auditory cortex,PAC)、輔助運(yùn)動(dòng)區(qū)(supplementary motor area,SMA)以及少數(shù)丘腦體素;而任務(wù)激活區(qū)主要在初級(jí)視覺皮層(primary visual cortex,PVC)和丘腦。通過肉眼觀察,TIVM和TEA的空間模式幾乎沒有重疊。其次,我們使用擴(kuò)展時(shí)間窗(expanding window,EW)技術(shù)分析EO/EC誘發(fā)的TIVM的時(shí)間演化過程。結(jié)果表明,基于EO/EC范式的TIVM是一個(gè)慢速動(dòng)態(tài)穩(wěn)定過程,不像傳統(tǒng)的激活一樣能在幾十秒的時(shí)間內(nèi)測(cè)得。綜上所述,我們可以得出以下兩點(diǎn)結(jié)論:(1)GMN有利于提高TIVM的敏感性與可重復(fù)性。(2)EO/EC誘發(fā)的TIVM和TEA在空間和時(shí)間特性上都不相同。因此,我們證實(shí)了TIVM和TEA確實(shí)反映兩種不同的神經(jīng)響應(yīng)模式。我們的結(jié)果為TIVM在腦影像研究中的應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：遼寧師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：B842
【圖文】：

- 18 -注 1）：“TIVM with GMN”表示做 GMN 處理的 TIVM 結(jié)果，“TIVM without GMN”表示未做 GMN處理的結(jié)果�！癓NU”，“BNU”和“HNU”各自表示來自對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)集的結(jié)果�！癈orrected”表示TFCE 校正后結(jié)果（p < 0.05），“Uncorrected”表示未校正結(jié)果（p < 0.01）�！癓”表示左半球，“R”表示右半球。圖 3.1 GMN 對(duì) TIVM 的影響Fig. 3.1 The effects of GMN to TIVM3.3.2 BPF 對(duì) TIVM 的影響通過肉眼觀察發(fā)現(xiàn)，BPF 前后的 TIVM 結(jié)果非常一致。具體來說：（1）未校正結(jié)果顯示，進(jìn)行（圖 3.1A’-F’和 3.2A’-C’）和未進(jìn)行 GMN（圖 3.2D’-F’）處理的 TIVM 結(jié)果高度相似，并且在三批相互獨(dú)立的數(shù)據(jù)集上具有較好的重復(fù)性（p < 0.01, 未校正）。（2）TFCE 校正后的結(jié)果顯示，三批數(shù)據(jù)間的重復(fù)性較差，并且進(jìn)行 GMN 處理后的 TIVM

- 19 -注 1）：“TIVM with BPF”表示做 BPF 處理的 TIVM 結(jié)果，“TIVM without BPF”表示不做 BPF 處理的結(jié)果�！癓NU”，“BNU”和“HNU”各自表示來自對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)集的結(jié)果�！癈orrected”表示 TFCE校正后結(jié)果（p < 0.05），“Uncorrected”表示未校正結(jié)果（p < 0.01）�！癓”表示左半球，“R”表示右半球。圖 3.2 BPF 對(duì) TIVM 的影響Fig. 3.2 The effects of BPF to TIVM

遼寧師范大學(xué)碩士學(xué)位論文在 270 秒后達(dá)到穩(wěn)定，在 BNU 數(shù)據(jù)集上約在 240 秒后達(dá)到穩(wěn)定，在 HNU 數(shù)據(jù)集上約在330 秒后達(dá)到穩(wěn)定。在不校正（圖 4.3）以及不做 GMN 處理的 TIVM 結(jié)果上（圖 4.4 和圖 4.5）都發(fā)現(xiàn)了類似的時(shí)間特性。此外，本研究通過計(jì)算 Dice 系數(shù)來直觀顯示 TIVM 的時(shí)間演化過程。從圖 4.6 可見，隨著時(shí)間窗的延長(zhǎng)，Dice 系數(shù)逐漸增大。進(jìn)行（圖 4.6A）和不進(jìn)行（圖 4.6B）GMN 的結(jié)果相似。

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