耦合時(shí)延與耦合強(qiáng)度的相互作用對(duì)腦功能連接的影響規(guī)律
發(fā)布時(shí)間:2021-06-14 08:33
腦網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)連接參數(shù)耦合時(shí)延和耦合強(qiáng)度對(duì)腦功能連接具有重要影響。由于神經(jīng)信號(hào)經(jīng)過神經(jīng)元、腦區(qū)(節(jié)點(diǎn))間的信號(hào)通路時(shí)需要一定的傳輸時(shí)間和響應(yīng)時(shí)間,所以介觀尺度腦網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)間存在較大的耦合時(shí)延,而這種大耦合延遲對(duì)腦網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)間功能連接的影響規(guī)律有待于深入和定量的研究;為深入揭示含有反饋回路結(jié)構(gòu)中耦合時(shí)延對(duì)功能連接的影響機(jī)制,進(jìn)一步分析含有不同反饋回路個(gè)數(shù)的模體耦合時(shí)延對(duì)相位同步的影響;并通過構(gòu)建反饋回路結(jié)構(gòu),分析不同耦合時(shí)延下節(jié)點(diǎn)的振蕩輸出信號(hào)的頻率,為相位同步呈現(xiàn)周期性規(guī)律提供有效的解釋。本文基于alpha頻段神經(jīng)群模型,通過相位相干函數(shù)分析節(jié)點(diǎn)間的耦合時(shí)延與耦合強(qiáng)度的相互作用對(duì)功能連接的影響規(guī)律。1、本文首先構(gòu)建介觀尺度的腦網(wǎng)絡(luò)模型,通過仿真得到每個(gè)節(jié)點(diǎn)的alpha頻帶神經(jīng)振蕩信號(hào);然后基于相位相干函數(shù)分析神經(jīng)振蕩信號(hào)間的相位同步。通過功能連接矩陣、節(jié)點(diǎn)間相位同步隨耦合時(shí)延的變化曲線、以及在耦合時(shí)延與耦合強(qiáng)度(連接概率)的共同作用下對(duì)相位同步的二維分析圖分析耦合時(shí)延與耦合強(qiáng)度的相互作用下對(duì)節(jié)點(diǎn)間相位同步的影響,研究結(jié)果表明:(1)耦合時(shí)延對(duì)腦網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間相位同步總體上具有周期性影響規(guī)律。...
【文章來源】:天津醫(yī)科大學(xué)天津市 211工程院校
【文章頁數(shù)】:87 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
alpha神經(jīng)群模型
2.2 網(wǎng)絡(luò)模型復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)存在于在隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)和規(guī)則網(wǎng)絡(luò)之間,具有復(fù)雜拓?fù)涮匦訹59]。規(guī)絡(luò)是最鄰近耦合網(wǎng)絡(luò),由 N 個(gè)節(jié)點(diǎn)相互連接后得到一個(gè)圓環(huán),該圓環(huán)中每節(jié)點(diǎn)只與它最臨近的若干個(gè)節(jié)點(diǎn)相連接[60]。1960 年,Erdos 和 Renyi 提出與網(wǎng)絡(luò)相對(duì)應(yīng)的隨機(jī)網(wǎng)絡(luò),是由固定的連接概率將 N 個(gè)節(jié)點(diǎn)之間相互連接[61]998 年, Watts 和 Strogatz 在 nature[62]上首次提出小世界網(wǎng)絡(luò)的定義,實(shí)際上,界現(xiàn)象又名六度分離,最初在 1967 年由社會(huì)學(xué)領(lǐng)域 Migrlma 首次提出[63]。交網(wǎng)絡(luò)中,兩個(gè)任意陌生人都是通過幾個(gè)熟人建立起關(guān)系,在世界上找到素不相識(shí)的人只需要通過 6 個(gè)人,世界并不是想象的那么大。因此這種現(xiàn)稱為“小世界現(xiàn)象”。Watts 和 srtogats[62]提出一個(gè)簡(jiǎn)單的模型來構(gòu)建規(guī)則網(wǎng)絡(luò)、小世界網(wǎng)絡(luò)和隨絡(luò)。通過建立一個(gè) N 個(gè)節(jié)點(diǎn)的規(guī)則環(huán)狀網(wǎng)絡(luò),每個(gè)節(jié)點(diǎn)與周圍 K 個(gè)最近鄰節(jié)點(diǎn)相互連接,再將每個(gè)節(jié)點(diǎn)重新連接其重連接概率為 p 。當(dāng) p 0時(shí)為規(guī)絡(luò);當(dāng) p 1時(shí)為隨機(jī)網(wǎng)絡(luò);當(dāng)0 p 1時(shí)為小世界網(wǎng)絡(luò),如圖 1.2 所示。
如圖 1.3D 所示;5)應(yīng)用公式(6)計(jì)算網(wǎng)絡(luò)中 32 個(gè)輸出信號(hào)兩兩之間相位同步的平均值,如圖1.3E 所示;6)為研究耦合時(shí)延與耦合強(qiáng)度的相互作用對(duì)腦功能網(wǎng)絡(luò)相位同步的影響,進(jìn)一步在耦合時(shí)延與耦合強(qiáng)度二維平面進(jìn)行上述研究,如圖 1.3F 所示。注:仿真步長(zhǎng)為0.002s
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]動(dòng)態(tài)突觸、神經(jīng)耦合與時(shí)間延遲對(duì)神經(jīng)元發(fā)放的影響[J]. 于文婷,張娟,唐軍. 物理學(xué)報(bào). 2017(20)
[2]基于分岔理論的突觸可塑性對(duì)神經(jīng)群動(dòng)力學(xué)特性調(diào)控規(guī)律研究[J]. 夏小飛,王俊松. 物理學(xué)報(bào). 2014(14)
[3]基于描述函數(shù)方法的神經(jīng)群自激振蕩特性分析[J]. 王俊松,徐瑤. 物理學(xué)報(bào). 2014(06)
[4]具有時(shí)滯的耦合Hindmarsh-Rose神經(jīng)元系統(tǒng)的放電模式[J]. 曹淑紅,段利霞,唐旭暉,趙勇. 動(dòng)力學(xué)與控制學(xué)報(bào). 2012(01)
[5]多通道神經(jīng)群模型建模及分析[J]. 崔冬,李小俚,吉學(xué)青,劉蘭祥. 中國(guó)科學(xué):信息科學(xué). 2011(08)
[6]人腦連接組研究:腦結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)和腦功能網(wǎng)絡(luò)[J]. 梁夏,王金輝,賀永. 科學(xué)通報(bào). 2010(16)
[7]軟件系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模體及顯著性趨勢(shì)分析[J]. 張林,錢冠群,張莉. 系統(tǒng)工程理論與實(shí)踐. 2010(02)
[8]ML神經(jīng)元的放電模式及時(shí)滯對(duì)神經(jīng)元同步的影響[J]. 張艷嬌,李美生,陸啟韶. 動(dòng)力學(xué)與控制學(xué)報(bào). 2009(01)
[9]時(shí)滯影響下的環(huán)式耦合混沌神經(jīng)元同步[J]. 鄭艷紅,陸啟韶. 動(dòng)力學(xué)與控制學(xué)報(bào). 2008(03)
碩士論文
[1]利用偏相干函數(shù)法識(shí)別汽車整車噪聲源的研究[D]. 宋晶.西華大學(xué) 2006
本文編號(hào):3229454
【文章來源】:天津醫(yī)科大學(xué)天津市 211工程院校
【文章頁數(shù)】:87 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
alpha神經(jīng)群模型
2.2 網(wǎng)絡(luò)模型復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)存在于在隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)和規(guī)則網(wǎng)絡(luò)之間,具有復(fù)雜拓?fù)涮匦訹59]。規(guī)絡(luò)是最鄰近耦合網(wǎng)絡(luò),由 N 個(gè)節(jié)點(diǎn)相互連接后得到一個(gè)圓環(huán),該圓環(huán)中每節(jié)點(diǎn)只與它最臨近的若干個(gè)節(jié)點(diǎn)相連接[60]。1960 年,Erdos 和 Renyi 提出與網(wǎng)絡(luò)相對(duì)應(yīng)的隨機(jī)網(wǎng)絡(luò),是由固定的連接概率將 N 個(gè)節(jié)點(diǎn)之間相互連接[61]998 年, Watts 和 Strogatz 在 nature[62]上首次提出小世界網(wǎng)絡(luò)的定義,實(shí)際上,界現(xiàn)象又名六度分離,最初在 1967 年由社會(huì)學(xué)領(lǐng)域 Migrlma 首次提出[63]。交網(wǎng)絡(luò)中,兩個(gè)任意陌生人都是通過幾個(gè)熟人建立起關(guān)系,在世界上找到素不相識(shí)的人只需要通過 6 個(gè)人,世界并不是想象的那么大。因此這種現(xiàn)稱為“小世界現(xiàn)象”。Watts 和 srtogats[62]提出一個(gè)簡(jiǎn)單的模型來構(gòu)建規(guī)則網(wǎng)絡(luò)、小世界網(wǎng)絡(luò)和隨絡(luò)。通過建立一個(gè) N 個(gè)節(jié)點(diǎn)的規(guī)則環(huán)狀網(wǎng)絡(luò),每個(gè)節(jié)點(diǎn)與周圍 K 個(gè)最近鄰節(jié)點(diǎn)相互連接,再將每個(gè)節(jié)點(diǎn)重新連接其重連接概率為 p 。當(dāng) p 0時(shí)為規(guī)絡(luò);當(dāng) p 1時(shí)為隨機(jī)網(wǎng)絡(luò);當(dāng)0 p 1時(shí)為小世界網(wǎng)絡(luò),如圖 1.2 所示。
如圖 1.3D 所示;5)應(yīng)用公式(6)計(jì)算網(wǎng)絡(luò)中 32 個(gè)輸出信號(hào)兩兩之間相位同步的平均值,如圖1.3E 所示;6)為研究耦合時(shí)延與耦合強(qiáng)度的相互作用對(duì)腦功能網(wǎng)絡(luò)相位同步的影響,進(jìn)一步在耦合時(shí)延與耦合強(qiáng)度二維平面進(jìn)行上述研究,如圖 1.3F 所示。注:仿真步長(zhǎng)為0.002s
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]動(dòng)態(tài)突觸、神經(jīng)耦合與時(shí)間延遲對(duì)神經(jīng)元發(fā)放的影響[J]. 于文婷,張娟,唐軍. 物理學(xué)報(bào). 2017(20)
[2]基于分岔理論的突觸可塑性對(duì)神經(jīng)群動(dòng)力學(xué)特性調(diào)控規(guī)律研究[J]. 夏小飛,王俊松. 物理學(xué)報(bào). 2014(14)
[3]基于描述函數(shù)方法的神經(jīng)群自激振蕩特性分析[J]. 王俊松,徐瑤. 物理學(xué)報(bào). 2014(06)
[4]具有時(shí)滯的耦合Hindmarsh-Rose神經(jīng)元系統(tǒng)的放電模式[J]. 曹淑紅,段利霞,唐旭暉,趙勇. 動(dòng)力學(xué)與控制學(xué)報(bào). 2012(01)
[5]多通道神經(jīng)群模型建模及分析[J]. 崔冬,李小俚,吉學(xué)青,劉蘭祥. 中國(guó)科學(xué):信息科學(xué). 2011(08)
[6]人腦連接組研究:腦結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)和腦功能網(wǎng)絡(luò)[J]. 梁夏,王金輝,賀永. 科學(xué)通報(bào). 2010(16)
[7]軟件系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模體及顯著性趨勢(shì)分析[J]. 張林,錢冠群,張莉. 系統(tǒng)工程理論與實(shí)踐. 2010(02)
[8]ML神經(jīng)元的放電模式及時(shí)滯對(duì)神經(jīng)元同步的影響[J]. 張艷嬌,李美生,陸啟韶. 動(dòng)力學(xué)與控制學(xué)報(bào). 2009(01)
[9]時(shí)滯影響下的環(huán)式耦合混沌神經(jīng)元同步[J]. 鄭艷紅,陸啟韶. 動(dòng)力學(xué)與控制學(xué)報(bào). 2008(03)
碩士論文
[1]利用偏相干函數(shù)法識(shí)別汽車整車噪聲源的研究[D]. 宋晶.西華大學(xué) 2006
本文編號(hào):3229454
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