腦電（EEG）和功能磁共振（fMRI）作為神經(jīng)信息研究常用的無創(chuàng)技術(shù),能夠在宏觀水平探測(cè)大腦神經(jīng)活動(dòng),在認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)、神經(jīng)精神類疾病以及心理學(xué)研究中已得到廣泛應(yīng)用。將EEG和fMRI信號(hào)進(jìn)行結(jié)合能夠利用這兩種技術(shù)的互補(bǔ)性,挖掘大腦時(shí)空信息,為理解神經(jīng)活動(dòng)的起源及調(diào)制提供了可行性。本文基于同步EEG和fMRI數(shù)據(jù),發(fā)展EEG-fMRI網(wǎng)絡(luò)融合方法,探索大腦中神經(jīng)震蕩與BOLD信號(hào)的關(guān)系,進(jìn)一步挖掘與癲癇活動(dòng)有關(guān)的節(jié)律特征和空間模式,并提出具有特色的癲癇放電和調(diào)制模型假設(shè)。本文主要研究內(nèi)容包括以下五個(gè)部分:第一部分,從EEG全局的時(shí)空指標(biāo)以及參考電極的基礎(chǔ)問題出發(fā),進(jìn)行基于質(zhì)心的EEG時(shí)空特征和MRI空間模式的融合研究。提出EEG質(zhì)心偏側(cè)性和質(zhì)心行進(jìn)速度的定量EEG指標(biāo),并揭示了靜息態(tài)不同節(jié)律震蕩和任務(wù)態(tài)P300的質(zhì)心軌跡和時(shí)空模式。進(jìn)一步通過同步EEG和MRI融合,探索了靜息態(tài)下EEG節(jié)律的質(zhì)心行進(jìn)與大腦固有網(wǎng)絡(luò)以及大腦白質(zhì)纖維的關(guān)系。結(jié)果發(fā)現(xiàn),靜息態(tài)下不同節(jié)律和P300的質(zhì)心行進(jìn)具有特異性的時(shí)空模式。而且,EEG節(jié)律質(zhì)心的行進(jìn)偏側(cè)性能夠被特定的大腦固有網(wǎng)絡(luò)解釋,質(zhì)心行進(jìn)速度與胼胝體、放... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：155 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

常見的EEG-MRI同步采集系統(tǒng)

電子科技大學(xué)博士學(xué)位論文12括：（1）MRI的結(jié)構(gòu)信息提供更精確的頭模型，從而提升EEG源定位精度[70,71]；（2）通過fMRI的激活圖譜為腦電反演提供種子點(diǎn)，然后進(jìn)行偶極子定位優(yōu)化，從而考察EEG源的時(shí)間進(jìn)程[72]；（3）將fMRI空間網(wǎng)絡(luò)作為源定位的空間約束，考察皮層間EEG的交互活動(dòng)[73]；（4）fMRI的活動(dòng)提供腦電皮層成像的權(quán)重，利用EEG進(jìn)行皮層成像[74]。通過fMRI進(jìn)行EEG源重建存在兩個(gè)基本假設(shè)：第一個(gè)是在大腦內(nèi)源區(qū)域的fMRI信號(hào)也攜帶了此處偶極子活動(dòng)的信息，另一個(gè)是產(chǎn)生頭表腦電的神經(jīng)元確實(shí)引起了相應(yīng)的代謝響應(yīng)。但是實(shí)際可能存在神經(jīng)元同步活動(dòng)引起了電生理響應(yīng)卻沒有引起代謝響應(yīng)的情況，這樣采用fMRI約束可能會(huì)產(chǎn)生有偏約束，因此需要結(jié)合多種方法進(jìn)行EEG源分析來得到準(zhǔn)確的源活動(dòng)情況。圖1-2EEG-fMRI基本融合框架和常用分析手段1.4.4.2基于EEG特征驅(qū)動(dòng)的fMRI分析基于EEG特征驅(qū)動(dòng)的fMRI分析通常是利用EEG攜帶的幅度、能量、反應(yīng)時(shí)等時(shí)間信息作為血流動(dòng)力學(xué)響應(yīng)預(yù)測(cè)變量納入廣義線性模型中，然后將預(yù)測(cè)出的響應(yīng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析產(chǎn)生全腦fMRI響應(yīng)圖譜。由于EEG的高時(shí)間分辨率，這種EEG驅(qū)動(dòng)的fMRI融合通常需要將EEG特征與HRF函數(shù)進(jìn)行卷積，而且需要將EEG的時(shí)間過程通過某種方式進(jìn)行降采樣用于匹配fMRI的采集時(shí)程。根據(jù)不同的EEG特征和BOLD耦合假設(shè)，EEG特征驅(qū)動(dòng)的fMRI分析包括：（1）特定頻段的能量波動(dòng)相關(guān)的皮層和皮層下的BOLD響應(yīng)[58,75]；（2）試次間的ERP波動(dòng)驅(qū)動(dòng)的fMRI預(yù)測(cè)，可以將刺激在試次水平上引起的ERP的幅度、潛伏期以及從ERP提取的其他生理心理測(cè)量指標(biāo)作為特征進(jìn)行fMRI的預(yù)測(cè)[76]）；（3）與疾病有關(guān)的EEG特

第一章緒論17圖1-3本論文的主要研究內(nèi)容1.7本論文的組織安排本學(xué)位論文的組織結(jié)構(gòu)如下：第一章緒論介紹了EEG和fMRI生理基礎(chǔ)，大腦網(wǎng)絡(luò)連接，以及腦電-磁共振融合理論、方法及在癲癇中的應(yīng)用。第二章基于質(zhì)心的EEG時(shí)空特征與MRI空間模式融合研究提出基于EEG質(zhì)心的時(shí)空定量指標(biāo)，考察了參考電極對(duì)質(zhì)心的影響，分析了靜息態(tài)和P300任務(wù)態(tài)下EEG質(zhì)心特點(diǎn)，并在頭表EEG質(zhì)心表征與大腦靜息態(tài)網(wǎng)絡(luò)（特別是深層網(wǎng)絡(luò)）以及白質(zhì)纖維連接之間建立聯(lián)系，為后面章節(jié)的癲癇應(yīng)用研究提供了研究基矗第三章青少年肌陣攣癲癇EEG網(wǎng)絡(luò)變異性相關(guān)的fMRI研究發(fā)展EEG-fMRI網(wǎng)絡(luò)融合方法，提出通過EEG網(wǎng)絡(luò)時(shí)間變異性進(jìn)行癲癇大腦BOLD活動(dòng)預(yù)測(cè)，并通過調(diào)制交互模型對(duì)癲癇活動(dòng)關(guān)鍵區(qū)域之間的耦合進(jìn)行分析，闡釋了癲癇大腦中的關(guān)鍵環(huán)路。第四章EEG節(jié)律網(wǎng)絡(luò)依賴的丘腦皮層耦合及在癲癇中的應(yīng)用根據(jù)上一章提出的EEG-fMRI融合調(diào)制交互模型以及得到的關(guān)鍵癲癇環(huán)路，聚焦丘腦到皮層網(wǎng)絡(luò)耦合對(duì)EEG網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)的節(jié)律依賴性，以及這種調(diào)制依賴性在不同的癲癇患者中的異常改變，發(fā)現(xiàn)了全面性癲癇丘腦皮層環(huán)路對(duì)alpha增強(qiáng)的依賴。第五章Alpha-BOLD在癲癇大腦中的時(shí)空一致性研究為了進(jìn)一步闡明全面性癲癇大腦與alpha節(jié)律的關(guān)系，本章從時(shí)間和空間兩個(gè)維度出發(fā)考察全面性癲癇大腦中自發(fā)的alpha節(jié)律與BOLD信號(hào)的共變


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