【摘要】：癲癇（epilepsy）是由于大腦的神經(jīng)元放電紊亂而導致的腦部疾病，如何對癲癇準確的檢測以及病灶的定位是提高癲癇手術(shù)治療效果的關(guān)鍵。傳統(tǒng)上有很多技術(shù)主要是使用普通腦電圖以及大腦皮層的腦電圖等對腦電信號通過濾波后，從而提取出癲癇的發(fā)作相關(guān)特征波形，采用相關(guān)性和因果性的分析，，從而達到癲癇的檢測以及定位。 本文采用光遺傳技術(shù)建立動物實驗?zāi)Ｐ�，實現(xiàn)了對癲癇發(fā)作后大腦的干預，從而可以研究發(fā)現(xiàn)不同腦區(qū)在癲癇的發(fā)病機制中的作用，通過研究光刺激對癲癇的影響以及光刺激前后大腦信號的變化情況，分析對比了光刺激對腦電信號以及癲癇發(fā)作特征波形的影響。 為了實現(xiàn)上述目標，采用多種算法對癲癇的檢測以及定位進行分析驗證，同時提取和分類出一種由單個神經(jīng)元發(fā)放出的動作電位，即峰電位（Spike）。峰電位是大腦神經(jīng)元向外傳遞信息的唯一信號，因此，癲癇的特異性信號也就包含在峰電位的信息中。同時峰電位也有干擾信號少、目標性更明確等優(yōu)點，能對癲癇的檢測和病灶定位實現(xiàn)更精確的研究。采用閾值檢測和模板匹配的方法對峰電位進行檢測，并通過主成分分析和層次聚類分析從而提取分類出癲癇發(fā)作相關(guān)神經(jīng)元發(fā)出的峰電位信號。提取出的腦電信號，進行一系列的研究，提取出特征波形進行后續(xù)的分析。通過提取出高頻振蕩（HFOs）和峰電位等特征信號進行分析對比，采用數(shù)量特性分析、能量特征分析和信號流分析等方式對癲癇發(fā)作不同階段腦電信號進行進一步研究。 實驗結(jié)果表明，相比與腦電圖和高頻振蕩等方面的研究，病灶與大腦皮層之間的峰電位信號在癲癇發(fā)作的不同時期表現(xiàn)出更明顯的因果相關(guān)性，在一些腦電圖所不能分辨的領(lǐng)域也能得出很好的結(jié)果。而峰電位的研究方法對于研究光刺激對癲癇的影響具有重要的意義，結(jié)果表明光刺激有效的降低了癲癇發(fā)作的特征波，從而明顯的抑制了癲癇的發(fā)作。通過研究得出的一系列結(jié)論對于癲癇的研究和治療手段提供了全面而準確的理論依據(jù)。
【圖文】：

癲癇發(fā)作時異常腦電信號

立體電極陣列實物圖
【學位授予單位】：北京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：R742.1

【參考文獻】

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1 林其誰;;光遺傳學[J];生命科學;2011年10期

本文編號：2583623