本文關鍵詞：基于同步似然方法研究大鼠在工作記憶中局部場電位θ分量的功能性連接特性

  更多相關文章： 大鼠 工作記憶 多通道局部場電位 θ分量 同步似然分析 功能性連接

【摘要】：研究目的： 本論文應用同步似然分析方法(Synchronization likelihood, SL),研究大鼠在工作記憶過程中,前額葉皮層多通道局部場電位(Local Field Potentials, LFPs)的0分量的功能性連接特性。應用LFPs θ分量通道間的同步似然矩陣、聚集系數(shù)Cp和特征路徑長度Lp,定量描述大鼠在工作記憶過程中LFPs及其特征頻段0分量的功能性連接特性,為研究工作記憶的神經(jīng)信息連接機制提供計算支持。 研究方法： 1.實驗數(shù)據(jù)：SD大鼠在Y迷宮工作記憶過程和靜息狀態(tài)下前額葉皮層16通道原始記錄數(shù)據(jù),由天津醫(yī)科大學神經(jīng)工程實驗室提供10次實驗原始數(shù)據(jù)以及靜息狀態(tài)的10次實驗數(shù)據(jù)。 2.數(shù)據(jù)預處理：對16通道數(shù)據(jù)進行低通濾波(0.5～500Hz),得到的低通信號為16通道LFPs。經(jīng)過去工頻干擾和去基線漂移后,得到零均值的16通道LFPs。 3.應用短時傅里葉變換(Short Time Fourier Transform, STFT)對16個通道的LFPs進行時頻分析,計算16通道LFPs的能量在不同時頻域的分布。移動窗口大小及移動步長：窗口大小為l00ms,移動步長為25ms。 4.提取16通道LFPs的特征頻段分量：0分量,應用同步似然法分析LFPs的θ分量之間的連接,獲得工作記憶和靜息狀態(tài)下同步似然矩陣。 5.對每只大鼠計算10次實驗的聚集系數(shù)平均值Cp和特征路徑長度平均值Lp,與靜息狀態(tài)下的平均值Cp、Lp分別進行比較。 6.應用同步似然矩陣和Cp、Lp,研究大鼠在工作記憶狀態(tài)下LFPs θ分量通道間的功能性連接。 研究結(jié)果： 本論文研究了大鼠工作記憶狀態(tài)下16通道LFPsθ分量的同步似然矩陣和描述LFPs的功能連接參數(shù)Cp、Lp,研究結(jié)果如下： 1.時頻分析結(jié)果：在工作記憶狀態(tài)下LFPs能量場主要集中在0頻段(4-12Hz)和Y頻段(30-100Hz),其中γ頻段在高于70HZ以上基本沒有能量分布,該頻段只有大部分通道在工作記憶過程中有功能性連接。故本文將集中研究LFPs9分量在工作記憶過程中的功能性連接特性,并在討論部分對γ分量在工作記憶過程中的功能性連接的作用進行分析。根據(jù)同步似然分析,得到4只大鼠LFPs θ分量各10次實驗的平均MSL,即每只大鼠通道間平均同步似然矩陣。1號大鼠MSL矩陣中S的平均值為工作記憶過程中Sp=0.6675±0.0612,靜息狀態(tài)下Sp=0.5243±0.0490。2號大鼠MSL矩陣工作記憶過程中Sp=0.6842±0.0596,靜息狀態(tài)下Sp=0.5705±0.0443。3號大鼠MSL矩陣工作記憶過程中Sp=0.6529±0.0533,靜息狀態(tài)下Sp=0.5003±0.0402。4號大鼠MSL矩陣工作記憶過程中Sp=0.6324±0.0407,靜息狀態(tài)下Sp=0.4465±0.0339。工作記憶過程的同步似然值明顯高于靜息狀態(tài)下同步似然值,可見工作記憶過程中LFPs通道間功能性連接更緊密。 2.工作記憶過程和靜息狀態(tài)下Cp的比較： 1號大鼠LFPs θ分量工作記憶狀態(tài)下Cp=0.2293±0.0263,靜息狀態(tài)下Cp=0.1207±0.0288,對Cp進行t檢驗(P0.05)。2號大鼠工作記憶狀態(tài)下Cp=0.2305±0.0265,靜息狀態(tài)下Cp=0.1028±0.0228(P0.01)。3號大鼠工作記憶狀態(tài)下Cp=0.2179+0.0238,靜息狀態(tài)下Cp=0.1070±0.0173(P0.01)。4號大鼠工作記憶狀態(tài)下Cp=0.2047±0.0235,靜息狀態(tài)下Cp=0.0956±0.0205(P0.05)。4只大鼠工作記憶過程LFPs θ分量平均Cp=0.2206±0.0263,明顯高于靜息狀態(tài)平均Cp=0.1065±0.0237。 3.工作記憶過程和靜息狀態(tài)下Lp的比較： 1號大鼠LFPs θ分量工作記憶狀態(tài)下Lp=1.3018±0.1414,靜息狀態(tài)下Lp=2.9026±0.1453,對Lp進行t檢驗(P0.05)。2號大鼠工作記憶狀態(tài)下Lp=1.2610±0.1311,靜息狀態(tài)下Lp=2.8782±0.1846(P0.01)。3號大鼠工作記憶狀態(tài)下Lp=1.3202±0.1277,靜息狀態(tài)下Lp=2.9282±0.2223(P0.01)。4號大鼠工作記憶狀態(tài)下Lp=1.3608±0.1268,靜息狀態(tài)下Lp=3.0226±0.4614(P0.05)。4只大鼠工作記憶過程LFPs θ分量平均Lp=1.3110±0.1318,明顯低于靜息狀態(tài)平均Lp=2.9329±0.2763。 4.工作記憶過程和靜息狀態(tài)下同步似然矩陣比較,工作記憶過程中LFPsθ分量功能性連接顯著大于靜息狀態(tài)。 1號大鼠工作記憶過程中S值高于T值的通道有5個,靜息狀態(tài)下S值高于T值的通道有1個。 2號大鼠工作記憶過程中S高于T值的通道有7個,靜息狀態(tài)下S值高于T值的通道有2個。 3號大鼠工作記憶過程中S值高于T值的通道有4個,靜息狀態(tài)下S值高于T值的通道有2個。 4號大鼠工作記憶過程中S值高于T值的通道有4個,靜息狀態(tài)下S值高于T值的通道有1個。 研究結(jié)論： 1.大鼠工作記憶時LFPs能量分布集中于θ頻段,LFPs的特征分量是θ分量。 2. LFPs9分量工作記憶過程中的聚集系數(shù)Cp值明顯高于靜息狀態(tài),工作記憶過程中特征路徑長度Lp值明顯低于靜息狀態(tài),說明在工作記憶過程中LFPs的功能性連接強。
【關鍵詞】：大鼠 工作記憶 多通道局部場電位 θ分量 同步似然分析 功能性連接
【學位授予單位】：天津醫(yī)科大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：R338
【目錄】：

• 中文摘要4-7
• Abstract7-12
• ~.略語/符號說明12-13
• 一、前言13-20
• 1.1 研究背景13-18
• 1.1.1 腦功能連接14-16
• 1.1.2 LFPs數(shù)據(jù)分析方法16-18
• 1.2 研究目的18
• 1.3 研究內(nèi)容和論文結(jié)構(gòu)18-19
• 1.3.1 本論文的研究內(nèi)容18
• 1.3.2 本論文的結(jié)構(gòu)18-19
• 1.4 本論文的創(chuàng)新點19-20
• 二、原理與方法20-30
• 2.1 實驗數(shù)據(jù)21-22
• 2.2 前額葉皮層LFPs實驗數(shù)據(jù)的預處理22-26
• 2.3 前額葉皮層LFPs的時頻分析26-27
• 2.4 研究LFPsθ分量的同步似然矩陣與二值矩陣27-28
• 2.4.1 LFPsθ分量同步似然(SL)分析方法27-28
• 2.4.2 LFPsθ分量的二值矩陣28
• 2.5 計算功能性連接參數(shù)28-29
• 2.6 統(tǒng)計學處理方法29-30
• 三、結(jié)果30-52
• 3.1 大鼠工作記憶過程中LFPs時頻分布30-34
• 3.2 多通道LFPsθ分量同步似然矩陣、二值矩陣與功能性連接參數(shù)34-43
• 3.2.1 多通道LFPsθ分量同步似然矩陣34-36
• 3.2.2 多通道LFPsθ分量的二值矩陣36-37
• 3.2.3 多通道LFPsθ分量功能性連接參數(shù)Cp和Lp37-43
• 3.3 多通道LFPsγ分量同步似然矩陣、二值矩陣與功能性連接參數(shù)43-52
• 3.3.1 多通道LFPsγ分量同步似然矩陣43-45
• 3.3.2 多通道LFPsγ分量的二值矩陣45-46
• 3.3.3 大鼠額葉皮層LFPsγ分量功能性連接參數(shù)Cp和Lp46-52
• 四、結(jié)論與討論52-55
• 4.1 結(jié)論52-53
• 4.2 討論53-55
• 4.2.1 閾值T的選取53-54
• 4.2.2 關于LFPsγ分量的結(jié)果探討54-55
• 參考文獻55-61
• 發(fā)表論文和參加科研情況說明61-62
• 綜述62-80
• 綜述參考文獻76-80
• 致謝80

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 梁夏;王金輝;賀永;;人腦連接組研究:腦結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡和腦功能網(wǎng)絡[J];科學通報;2010年16期

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本文編號：1011153