基于fMRI的運(yùn)動(dòng)想象大尺度腦網(wǎng)絡(luò)研究
發(fā)布時(shí)間:2020-04-01 08:39
【摘要】:運(yùn)動(dòng)想象(motor imagery,MI)作為一項(xiàng)高級(jí)認(rèn)知過(guò)程,通常是指在沒有肢體運(yùn)動(dòng)情況下,以第一人稱對(duì)特定的動(dòng)作進(jìn)行精神排練。諸多研究表明,運(yùn)動(dòng)想象在肢體功能康復(fù)、運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練和腦-機(jī)接口(brain-computer interface,BCI)等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用空間,但是運(yùn)動(dòng)想象的理論基礎(chǔ)和內(nèi)在神經(jīng)機(jī)制卻一直存在爭(zhēng)議。因此,深入探究運(yùn)動(dòng)想象的神經(jīng)機(jī)制,將有助于更好地闡明運(yùn)動(dòng)想象的執(zhí)行模式,為實(shí)際應(yīng)用提供必要的神經(jīng)基礎(chǔ)。本論文采用腦網(wǎng)絡(luò)分析方法從大尺度層面研究運(yùn)動(dòng)想象腦網(wǎng)絡(luò)連接模式,揭示了靜息態(tài)和左/右手運(yùn)動(dòng)想象三種狀態(tài)下的大尺度網(wǎng)絡(luò)連接模式和差異性,以及在運(yùn)動(dòng)想象過(guò)程中的動(dòng)態(tài)大尺度網(wǎng)絡(luò)連接模式。本論文工作主要包括兩方面:1.靜息態(tài)和左/右手運(yùn)動(dòng)想象大尺度腦網(wǎng)絡(luò)連接模式的研究。本文基于典型相關(guān)分析和先驗(yàn)?zāi)X圖譜,探索了構(gòu)建運(yùn)動(dòng)想象大尺度腦網(wǎng)絡(luò)的方法。仿真實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)典型相關(guān)分析方法相較于傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方法,能夠更有效地挖掘不同腦區(qū)間的耦合關(guān)系,揭示大尺度網(wǎng)絡(luò)連接的本質(zhì)模式;诘湫拖嚓P(guān)分析構(gòu)建了靜息態(tài)和左/右手運(yùn)動(dòng)想象三種狀態(tài)下的大尺度腦網(wǎng)絡(luò),結(jié)果發(fā)現(xiàn)靜息態(tài)和運(yùn)動(dòng)想象的大尺度網(wǎng)絡(luò)具有一定的差異性,靜息態(tài)下默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)與其他子網(wǎng)絡(luò)之間的交互較強(qiáng),反映了大腦保持著處理外界輸入任務(wù)的基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。相對(duì)于靜息態(tài),在左/右手運(yùn)動(dòng)想象中,默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)的交互降低,而額頂網(wǎng)絡(luò)和凸顯網(wǎng)絡(luò)與其它子網(wǎng)絡(luò)連接增多,并且這兩個(gè)子網(wǎng)絡(luò)的連接強(qiáng)度與運(yùn)動(dòng)想象腦機(jī)接口表現(xiàn)呈顯著的相關(guān)性,表明了額頂網(wǎng)絡(luò)和凸顯網(wǎng)絡(luò)在運(yùn)動(dòng)想象中起到重要作用。2.左/右手運(yùn)動(dòng)想象大尺度動(dòng)態(tài)腦網(wǎng)絡(luò)連接模式的研究;谶\(yùn)動(dòng)想象fMRI數(shù)據(jù),采用獨(dú)立成分分析、滑窗法和聚類方法,本文構(gòu)建了運(yùn)動(dòng)想象大尺度動(dòng)態(tài)腦網(wǎng)絡(luò),并結(jié)合網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)計(jì)分析方法研究了左/右手運(yùn)動(dòng)想象動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)的差異。結(jié)果表明,運(yùn)動(dòng)想象大尺度動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)存在4個(gè)固有狀態(tài)。通過(guò)這些狀態(tài)發(fā)現(xiàn),在運(yùn)動(dòng)想象大尺度動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)中,背側(cè)注意網(wǎng)絡(luò)和默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)互為拮抗,狀態(tài)持續(xù)穩(wěn)定,背側(cè)注意網(wǎng)絡(luò)和感覺運(yùn)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)一致支持運(yùn)動(dòng)想象這一認(rèn)知活動(dòng),執(zhí)行控制網(wǎng)絡(luò)持續(xù)活躍以保證被試適應(yīng)并處理運(yùn)動(dòng)想象任務(wù)。此外,網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果表明左/右手運(yùn)動(dòng)想象有相近的大尺度動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò),通過(guò)少量調(diào)節(jié)動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)的連接模式,可完成相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)切換,并且背側(cè)注意網(wǎng)絡(luò)在網(wǎng)絡(luò)切換過(guò)程中發(fā)揮中心節(jié)點(diǎn)的作用。綜上所述,本文基于fMRI數(shù)據(jù),利用了典型相關(guān)分析、獨(dú)立成分分析、滑動(dòng)窗和聚類分析等方法從兩個(gè)不同的角度探索了運(yùn)動(dòng)想象任務(wù)狀態(tài)下的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)大尺度腦網(wǎng)絡(luò)連接模式。結(jié)果表明了典型相關(guān)分析的有效性,并揭示了默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)、額頂網(wǎng)絡(luò)和凸顯網(wǎng)絡(luò)在左/右手運(yùn)動(dòng)想象中扮演了重要角色;同時(shí)分析結(jié)果也揭示了運(yùn)動(dòng)想象大尺度動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)包含4個(gè)固有狀態(tài),且執(zhí)行控制網(wǎng)絡(luò)、背側(cè)注意網(wǎng)絡(luò)和感覺運(yùn)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)交互調(diào)節(jié)了運(yùn)動(dòng)想象任務(wù)的執(zhí)行。因此,本文的研究將在大尺度網(wǎng)絡(luò)水平上促進(jìn)了人們對(duì)運(yùn)動(dòng)想象潛在神經(jīng)機(jī)制的理解。
【學(xué)位授予單位】:電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2018
【分類號(hào)】:R445.2;R338
本文編號(hào):2610219
【學(xué)位授予單位】:電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2018
【分類號(hào)】:R445.2;R338
【參考文獻(xiàn)】
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,本文編號(hào):2610219
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