沖突解決研究及影像組學(xué)在預(yù)測(cè)和診斷中的應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2021-06-24 09:43
沖突解決是認(rèn)知控制最重要的能力之一,其常與健康人群的社會(huì)成就,自我控制以及大腦神經(jīng)和精神疾病患者認(rèn)知功能損傷相關(guān)。Flanker任務(wù)是實(shí)驗(yàn)室考察沖突解決的常用范式,在Flanker任務(wù)中沖突解決很大程度上依賴于視覺(jué)空間注意力系統(tǒng)對(duì)空間注意力的調(diào)控,而偏頭痛患者前庭感覺(jué)缺失導(dǎo)致了負(fù)責(zé)處理空間信息的大腦區(qū)域的功能變化。因而,深入研究沖突解決的神經(jīng)機(jī)制,除了對(duì)于基礎(chǔ)心理學(xué)與神經(jīng)科學(xué)理論至關(guān)重要外,還能幫助我們更好的理解健康群體的認(rèn)知控制個(gè)體差異,發(fā)現(xiàn)偏頭痛患者群體認(rèn)知功能紊亂的精準(zhǔn)生物學(xué)靶點(diǎn)。隨著大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)的發(fā)展,影像組學(xué)在個(gè)體化認(rèn)知訓(xùn)練選擇和疾病精準(zhǔn)診療的作用日益凸顯。一方面,研究沖突解決的學(xué)習(xí)效應(yīng)以及建立基于影像組學(xué)的預(yù)測(cè)模型不僅可以幫助特殊場(chǎng)景下的人才選拔,還可作為認(rèn)知訓(xùn)練輔助選擇工具。另一方面,偏頭痛作為20大失能疾病之一,不管對(duì)個(gè)體還是社會(huì)都是沉重的負(fù)擔(dān)。在臨床上,偏頭痛患者常表現(xiàn)出腦梗高發(fā)性,但臨床影像檢查時(shí),偏頭痛患者卻很少呈現(xiàn)肉眼可見的腦組織結(jié)構(gòu)改變。影像組學(xué)紋理特征通過(guò)考察局部異構(gòu)性可以檢測(cè)大腦組織微小的變化。以其為特征向量是否可以將偏頭痛患者從健康患者中診斷出來(lái)...
【文章來(lái)源】:西安電子科技大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:106 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
沖突監(jiān)測(cè)理論下的沖突解決盡管大多數(shù)關(guān)于沖突解決機(jī)制的研究都將注意力放在了前額皮層,但沖突誘發(fā)的
第一章緒論7圖1.2認(rèn)知控制中的theta相位同步1.2.3彌散張量成像(DiffusionTensorImaging,DTI)在個(gè)體差異研究中的應(yīng)用在中樞神經(jīng)系統(tǒng),不同腦區(qū)之間的連接構(gòu)成了跨區(qū)域的功能和結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò),是大腦皮層活動(dòng)的重要組成部分。在影像學(xué)研究方法中,采用fMRI和EEG等技術(shù)可以獲得不同腦區(qū)之間動(dòng)態(tài)活動(dòng)交互整合的大腦功能連接網(wǎng)絡(luò);而采用結(jié)構(gòu)磁共振成像和DTI可以分別獲得諸如皮層厚度、灰質(zhì)密度、灰質(zhì)體積以及白質(zhì)纖維連接數(shù)目、密度、強(qiáng)度、概率等形態(tài)學(xué)數(shù)據(jù)構(gòu)建大腦結(jié)構(gòu)連接網(wǎng)絡(luò)。近年來(lái),神經(jīng)影像學(xué)結(jié)構(gòu)-功能多模式融合研究方法從功能分離和功能整合的角度全面而細(xì)致地刻畫大腦內(nèi)部的組織模式,為系統(tǒng)水平研究、解析大腦活動(dòng)規(guī)律,探究功能連接個(gè)體差異的神經(jīng)解剖提供了新手段[55-57]。大量研究發(fā)現(xiàn)大腦自發(fā)活動(dòng)揭示的功能連接模式類似于大腦結(jié)構(gòu)連接,這表明功能連接受到結(jié)構(gòu)連接約束[58]。不同于水分子在純凈液體中的各向同性,水分子在大腦白質(zhì)纖維束中的擴(kuò)散具有方向性,即各向異性,其不僅受組織細(xì)胞本身特征的影響,而且還受細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu),如鞘膜、細(xì)胞膜的影響。軸突和髓鞘組織的存在使得水分子沿著白質(zhì)纖維束的方向擴(kuò)散性更高,而垂直于纖維束走向的方向擴(kuò)散很弱。DTI利用水分子在大腦組織中傳播的各向異性,獲得包括各向異性(FractionalAnisotropy,FA),平均擴(kuò)散率(Meandiffusivity,MD),軸向擴(kuò)散率(AxialDiffusivity,AD)和徑向擴(kuò)散率(RadialDiffusivity,RD)的各向異性度量指標(biāo),借助這些指標(biāo)可以從微觀層面考察白質(zhì)纖維束等腦組織局部結(jié)構(gòu)特性[59]。目前,使用擴(kuò)散各向異性作為白質(zhì)纖維束完整性的標(biāo)記被廣泛應(yīng)用于疾病診斷,認(rèn)知功能,發(fā)育等研究中[60;61],除此之外,DTI也被廣泛應(yīng)用于fMRI和EEG等功能連接的個(gè)體差異
第二章基于theta相位同步的沖突解決神經(jīng)機(jī)制研究13所有參與者視力或矯正視力正常,并且具有豐富的計(jì)算機(jī)鍵盤實(shí)用經(jīng)驗(yàn),以排除鍵盤操作不熟練對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。所有研究計(jì)劃和實(shí)驗(yàn)程序由當(dāng)?shù)厝祟悓W(xué)科研究倫理委員會(huì)審查和批準(zhǔn),并根據(jù)赫爾辛基宣言實(shí)施。每位參與者在實(shí)驗(yàn)前簽署了實(shí)驗(yàn)知情同意書,并領(lǐng)取人民幣200元作為對(duì)實(shí)驗(yàn)占用時(shí)間的補(bǔ)償。圖2.1分析流程圖2.2.2實(shí)驗(yàn)范式本文采用改進(jìn)了Flanker任務(wù)以排除特征整合和偶然學(xué)習(xí)對(duì)沖突適應(yīng)效應(yīng)的影響[93]。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,屏幕中央顯示一個(gè)由中央目標(biāo)數(shù)字與兩側(cè)各兩個(gè)分心物數(shù)字組成五個(gè)阿拉伯?dāng)?shù)字串,分心物數(shù)字或者與目標(biāo)物數(shù)字相同構(gòu)成一致性試次C(例如11111),或者與目標(biāo)物數(shù)字不同構(gòu)成不一致試次I(例如11311)。參與者根據(jù)目標(biāo)物數(shù)字按下鍵盤上相應(yīng)按鍵(數(shù)字1,2對(duì)應(yīng)左手食指和中指),數(shù)字3和4對(duì)應(yīng)右手食指和中指。實(shí)驗(yàn)要求參與者忽略兩邊分心物數(shù)字,盡可能又快又準(zhǔn)確的完成實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)共包含三個(gè)刺激數(shù)據(jù)集,每個(gè)數(shù)據(jù)集包含10個(gè)block,由MATLAB2012a(TheMathWorks,Natick,MA)生成。參與者被隨機(jī)分配到三個(gè)數(shù)據(jù)集中的一個(gè),參與者間平衡。在正式實(shí)驗(yàn)中,從參與者分配的數(shù)據(jù)集的10個(gè)block中選擇5個(gè)block組成該參與者的刺激集。其中每個(gè)block包含49個(gè)刺激呈現(xiàn),對(duì)于單次呈現(xiàn),刺激
本文編號(hào):3246856
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沖突監(jiān)測(cè)理論下的沖突解決盡管大多數(shù)關(guān)于沖突解決機(jī)制的研究都將注意力放在了前額皮層,但沖突誘發(fā)的
第一章緒論7圖1.2認(rèn)知控制中的theta相位同步1.2.3彌散張量成像(DiffusionTensorImaging,DTI)在個(gè)體差異研究中的應(yīng)用在中樞神經(jīng)系統(tǒng),不同腦區(qū)之間的連接構(gòu)成了跨區(qū)域的功能和結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò),是大腦皮層活動(dòng)的重要組成部分。在影像學(xué)研究方法中,采用fMRI和EEG等技術(shù)可以獲得不同腦區(qū)之間動(dòng)態(tài)活動(dòng)交互整合的大腦功能連接網(wǎng)絡(luò);而采用結(jié)構(gòu)磁共振成像和DTI可以分別獲得諸如皮層厚度、灰質(zhì)密度、灰質(zhì)體積以及白質(zhì)纖維連接數(shù)目、密度、強(qiáng)度、概率等形態(tài)學(xué)數(shù)據(jù)構(gòu)建大腦結(jié)構(gòu)連接網(wǎng)絡(luò)。近年來(lái),神經(jīng)影像學(xué)結(jié)構(gòu)-功能多模式融合研究方法從功能分離和功能整合的角度全面而細(xì)致地刻畫大腦內(nèi)部的組織模式,為系統(tǒng)水平研究、解析大腦活動(dòng)規(guī)律,探究功能連接個(gè)體差異的神經(jīng)解剖提供了新手段[55-57]。大量研究發(fā)現(xiàn)大腦自發(fā)活動(dòng)揭示的功能連接模式類似于大腦結(jié)構(gòu)連接,這表明功能連接受到結(jié)構(gòu)連接約束[58]。不同于水分子在純凈液體中的各向同性,水分子在大腦白質(zhì)纖維束中的擴(kuò)散具有方向性,即各向異性,其不僅受組織細(xì)胞本身特征的影響,而且還受細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu),如鞘膜、細(xì)胞膜的影響。軸突和髓鞘組織的存在使得水分子沿著白質(zhì)纖維束的方向擴(kuò)散性更高,而垂直于纖維束走向的方向擴(kuò)散很弱。DTI利用水分子在大腦組織中傳播的各向異性,獲得包括各向異性(FractionalAnisotropy,FA),平均擴(kuò)散率(Meandiffusivity,MD),軸向擴(kuò)散率(AxialDiffusivity,AD)和徑向擴(kuò)散率(RadialDiffusivity,RD)的各向異性度量指標(biāo),借助這些指標(biāo)可以從微觀層面考察白質(zhì)纖維束等腦組織局部結(jié)構(gòu)特性[59]。目前,使用擴(kuò)散各向異性作為白質(zhì)纖維束完整性的標(biāo)記被廣泛應(yīng)用于疾病診斷,認(rèn)知功能,發(fā)育等研究中[60;61],除此之外,DTI也被廣泛應(yīng)用于fMRI和EEG等功能連接的個(gè)體差異
第二章基于theta相位同步的沖突解決神經(jīng)機(jī)制研究13所有參與者視力或矯正視力正常,并且具有豐富的計(jì)算機(jī)鍵盤實(shí)用經(jīng)驗(yàn),以排除鍵盤操作不熟練對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。所有研究計(jì)劃和實(shí)驗(yàn)程序由當(dāng)?shù)厝祟悓W(xué)科研究倫理委員會(huì)審查和批準(zhǔn),并根據(jù)赫爾辛基宣言實(shí)施。每位參與者在實(shí)驗(yàn)前簽署了實(shí)驗(yàn)知情同意書,并領(lǐng)取人民幣200元作為對(duì)實(shí)驗(yàn)占用時(shí)間的補(bǔ)償。圖2.1分析流程圖2.2.2實(shí)驗(yàn)范式本文采用改進(jìn)了Flanker任務(wù)以排除特征整合和偶然學(xué)習(xí)對(duì)沖突適應(yīng)效應(yīng)的影響[93]。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,屏幕中央顯示一個(gè)由中央目標(biāo)數(shù)字與兩側(cè)各兩個(gè)分心物數(shù)字組成五個(gè)阿拉伯?dāng)?shù)字串,分心物數(shù)字或者與目標(biāo)物數(shù)字相同構(gòu)成一致性試次C(例如11111),或者與目標(biāo)物數(shù)字不同構(gòu)成不一致試次I(例如11311)。參與者根據(jù)目標(biāo)物數(shù)字按下鍵盤上相應(yīng)按鍵(數(shù)字1,2對(duì)應(yīng)左手食指和中指),數(shù)字3和4對(duì)應(yīng)右手食指和中指。實(shí)驗(yàn)要求參與者忽略兩邊分心物數(shù)字,盡可能又快又準(zhǔn)確的完成實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)共包含三個(gè)刺激數(shù)據(jù)集,每個(gè)數(shù)據(jù)集包含10個(gè)block,由MATLAB2012a(TheMathWorks,Natick,MA)生成。參與者被隨機(jī)分配到三個(gè)數(shù)據(jù)集中的一個(gè),參與者間平衡。在正式實(shí)驗(yàn)中,從參與者分配的數(shù)據(jù)集的10個(gè)block中選擇5個(gè)block組成該參與者的刺激集。其中每個(gè)block包含49個(gè)刺激呈現(xiàn),對(duì)于單次呈現(xiàn),刺激
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