本文關(guān)鍵詞：視覺工作記憶不同負(fù)載下腦電網(wǎng)絡(luò)的信息傳遞特性研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：研究目的工作記憶(Working Memory,WM)是重要的認(rèn)知功能之一,工作記憶行為學(xué)的研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)工作記憶負(fù)載增加到極限時(shí),工作記憶行為學(xué)的錯(cuò)誤率顯著增加,發(fā)生以上現(xiàn)象的神經(jīng)機(jī)制是什么?本論文從健康受試者在Sternberg范式不同工作記憶負(fù)載下多通道腦電(electroencephalograph,EEG)網(wǎng)絡(luò)信息傳遞的角度,研究在工作記憶負(fù)載增加時(shí)EEG因果網(wǎng)絡(luò)的信息傳遞效率、因果流和信息流的變化規(guī)律,來理解當(dāng)負(fù)載增加到極限時(shí)工作記憶行為學(xué)錯(cuò)誤率明顯增加的腦網(wǎng)絡(luò)機(jī)制。研究方法1.行為學(xué)數(shù)據(jù):記錄分析在工作記憶負(fù)載分別為1、3、5、7和9時(shí)受試者的反應(yīng)時(shí)間和行為學(xué)正確率。2.EEG數(shù)據(jù):16名健康受試者(年齡在22-32歲之間)在執(zhí)行工作記憶負(fù)載分別為1、3、5、7和9的Sternberg工作記憶范式的16通道腦電。每個(gè)記憶負(fù)載下240次實(shí)驗(yàn)的EEGs數(shù)據(jù)。3.EEGs信號(hào)預(yù)處理:去除原始記錄EEGs中的基線漂移、工頻干擾等環(huán)境噪聲,以及眼動(dòng)造成的偽跡等。4.EEGs的時(shí)頻分析:計(jì)算每個(gè)通道的能量空間分布,提取EEGs的特征通道。應(yīng)用短時(shí)傅里葉變換對(duì)特征通道的EEGs進(jìn)行時(shí)頻分析,研究工作記憶特征頻段,提取EEGs的特征頻段分量。5.EEGs特征頻段(θ)分量的定向傳遞函數(shù)(directed transform function,DTF):應(yīng)用多變量頻域Granger因果分析,計(jì)算在工作記憶負(fù)載分別為1、3、5、7和9時(shí)EEGsθ分量所有通道從j到i的DTFij值和DTF值。6.網(wǎng)絡(luò)的全局效率Eglob:基于DTFij構(gòu)建的EEG網(wǎng)絡(luò),計(jì)算在工作記憶負(fù)載分別為1、3、5、7和9時(shí)網(wǎng)絡(luò)的信息傳遞全局效率Eglob。7.加權(quán)因果流:應(yīng)用DTFij值加權(quán)因果流,計(jì)算每個(gè)通道的加權(quán)因果流。8.信息流:基于DTFij計(jì)算從第j通道到第i通道的信息流值,應(yīng)用DTFij值中前5%大的值,在信息流圖中表示從第j通道到第i通道信息流的大小和方向。研究結(jié)果1.工作記憶行為學(xué)反應(yīng)時(shí)間:工作記憶負(fù)載分別為1、3、5、7和9時(shí)對(duì)應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間為469.98±20.47 ms、536.51±17.89 ms、580.66±24.83 ms、622.24±18.25 ms和759.43±32.34 ms,工作記憶負(fù)載9比7反應(yīng)時(shí)間顯著增加(p0.01)。行為學(xué)正確率:工作記憶負(fù)載分別為1、3、5、7和9時(shí)對(duì)應(yīng)的行為學(xué)正確率為99.72±0.25%、99.04±0.51%、98.35±0.49%、97.19±0.45%、93.34±0.91%,工作記憶負(fù)載9比7行為學(xué)正確率顯著降低(p0.001)。2.EEGs能量的空間分布和時(shí)頻分布EEGs的能量集中在工作記憶過程中的記憶保持期,在此期間能量主要集中在θ頻段,通道Fz能量最大。3.EEG因果網(wǎng)絡(luò)信息傳遞全局效率Eglob基于DTFij構(gòu)建EEG因果網(wǎng)絡(luò),在記憶負(fù)載分別為1、3、5、7和9時(shí)對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)信息傳遞全局效率Eglob為0.0203±0.0007、0.0216±0.0007、0.0230±0.0003、0.0232±0.0005、0.0203±0.0010,工作記憶負(fù)載9比7全局效率Eglob顯著降低(p0.05)。4.因果流在記憶負(fù)載分別為1、3、5、7和9時(shí)通道Fz的因果流為最大的正值分別為0.2567±0.0581、0.4361±0.0872、0.5676±0.1055、0.9092±0.1313和0.5715±0.1239,正值因果流總和在工作記憶負(fù)載分別為1、3、5、7和9時(shí)分別為1.5057±0.0836、1.6098±0.0856、1.8664±0.1083、2.0112±0.1202、1.6861±0.1486,工作記憶負(fù)載9比7因果流顯著降低(p0.05)。5.信息流最大信息流從Fz通道流出,工作記憶負(fù)載9比7信息流顯著降低(p0.01)。研究結(jié)論1.當(dāng)工作記憶負(fù)載從7到9時(shí),反應(yīng)時(shí)間顯著增加,行為學(xué)錯(cuò)誤顯著增加,揭示負(fù)載7是工作記憶極限負(fù)載。2.工作記憶腦電特征頻段是θ頻段。3.EEG網(wǎng)絡(luò)全局效率Eglob在工作記憶負(fù)載1、3、5、7時(shí)隨負(fù)載增加而增加,負(fù)載為9時(shí)Eglob顯著下降,揭示工作記憶負(fù)載到極限時(shí)行為學(xué)錯(cuò)誤顯著增加的腦網(wǎng)絡(luò)信息傳遞效率下降機(jī)制。4.所有因果流為正值的通道為因果源,它們的因果流總和在工作記憶負(fù)載1、3、5、7時(shí)隨負(fù)載增加而增加,負(fù)載為9時(shí)顯著下降,揭示工作記憶負(fù)載到極限時(shí)行為學(xué)錯(cuò)誤顯著增加的從因果源流出的因果流下降機(jī)制。5.DTF矩陣中前5%大的DTFij的歸一化信息流總和在工作記憶負(fù)載1、3、5、7時(shí)隨負(fù)載增加而增加,負(fù)載為9時(shí)顯著下降,揭示工作記憶負(fù)載到極限時(shí)行為學(xué)錯(cuò)誤顯著增加的信息流下降機(jī)制。
【關(guān)鍵詞】：工作記憶負(fù)載 多通道腦電 網(wǎng)絡(luò)全局效率 加權(quán)因果流 信息流
【學(xué)位授予單位】：天津醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：B842.3
【目錄】：

• 中文摘要4-7
• Abstract7-12
• 縮略語/符號(hào)說明12-13
• 一、前言13-19
• 1.1 研究背景13-17
• 1.1.1 工作記憶13-14
• 1.1.2 不同工作記憶負(fù)載行為學(xué)的影響14-15
• 1.1.3 工作記憶負(fù)載對(duì)大腦神經(jīng)活動(dòng)的影響15
• 1.1.4 因果流和信息流15-17
• 1.2 研究目的17
• 1.3 研究內(nèi)容17-18
• 1.4 研究的創(chuàng)新點(diǎn)18-19
• 二、原理與方法19-29
• 2.1 Sternberg工作記憶實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)21-23
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)對(duì)象21
• 2.1.2 Sternberg工作記憶范式行為學(xué)實(shí)驗(yàn)21-22
• 2.1.3 多通道EEGs的記錄22-23
• 2.1.4 16通道EEGs的預(yù)處理23
• 2.2 多通道EEGs的能量空間分布和時(shí)頻分析23-24
• 2.2.1 多通道EEGs能量的空間分布分析與特征通道的提取23
• 2.2.2 特征通道的時(shí)頻分析與特征頻段23-24
• 2.3 頻域Granger因果分析24-26
• 2.3.1 定向傳遞函數(shù)（directed transfer function）24-26
• 2.3.2 因果網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建與信息傳遞效率26
• 2.4 DTF加權(quán)因果流的分析26-28
• 2.5 信息流的大小和方向28-29
• 三、結(jié)果29-40
• 3.1 工作記憶負(fù)載 1、3、5、7 和9下的行為學(xué)結(jié)果29-30
• 3.1.1 反應(yīng)時(shí)間29-30
• 3.1.2 工作記憶行為學(xué)正確率30
• 3.2 工作記憶負(fù)載 1、3、5、7 和9下的EEGs能量空間分布與時(shí)頻分布30-34
• 3.2.1 各通道EEGs的能量空間分布30-32
• 3.2.2 通道Fz EEGs在工作記憶負(fù)載 1、3、5、7 和9下的時(shí)頻分布..2032-34
• 3.3 工作記憶負(fù)載 1、3、5、7 和9下的EEGs θ頻段的因果網(wǎng)絡(luò)的信息傳遞效率34-36
• 3.3.1 定向傳遞函數(shù)DTF34-35
• 3.3.2 信息全局傳遞效率Eglob35-36
• 3.4 工作記憶負(fù)載 1、3、5、7 和9下的加權(quán)因果流36-38
• 3.5 工作記憶負(fù)載 1、3、5、7 和9下的信息流38-40
• 四、結(jié)論與討論40-42
• 4.1 結(jié)論40
• 4.2 討論40-42
• 4.2.1 工作記憶的關(guān)鍵腦區(qū)40-41
• 4.2.2 加權(quán)因果流41-42
• 參考文獻(xiàn)42-47
• 發(fā)表論文和參加科研情況說明47-48
• 綜述48-64
• 綜述參考文獻(xiàn)59-64
• 致謝64

【共引文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：視覺工作記憶不同負(fù)載下腦電網(wǎng)絡(luò)的信息傳遞特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：381242