【摘要】： 早在上個世紀(jì)90年代,功能磁共振成像(fMRI)技術(shù)就已經(jīng)廣泛應(yīng)用于人腦組織的功能性研究。目前,fMRI技術(shù)是通過測量人腦特定區(qū)域的血液動力學(xué)參數(shù),如血流量、血液含氧量等來推斷人腦的神經(jīng)生理活動,而并非直接測量其活動。這種間接性測量存在著諸多不足之處。 首先,特定區(qū)域的腦血液動力學(xué)與神經(jīng)生理活動的耦合關(guān)系是復(fù)雜且非線性的,因此區(qū)域腦血動力學(xué)并不能真實反映神經(jīng)活動;其次,fMRI所觀測到的血氧飽和度主要源自于血管的幾何分布,但血管的分布與神經(jīng)活動區(qū)域并非是完全重疊的,因而血氧飽和度的變化也并不是神經(jīng)生理活動的可靠推斷;第三,人腦血液動力學(xué)的響應(yīng)時間(秒數(shù)量級)遠慢于神經(jīng)活動的響應(yīng)時間(毫秒數(shù)量級),因而在時間上對神經(jīng)活動的測量也受到限制。 所有這些缺陷,使得當(dāng)前以測量血液動力學(xué)為基礎(chǔ)的fMRI的使用受到了限制,因此,如果我們能夠通過MRI來直接檢測神經(jīng)生理活動,將可以彌補fMRI的不足。 這里,我們首先構(gòu)建神經(jīng)元模型,并對神經(jīng)元胞體和樹突的電活動進行仿真;然后對每一個樹突和每一個沒有髓鞘的軸突都采用一個改進的電流偶極子模型來仿真,再以群體神經(jīng)元的同步活動來計算其所產(chǎn)生的神經(jīng)磁場(Neuronal Megnetic Field,NMF),最后測算由神經(jīng)磁場引起的MRI信號的變化。 結(jié)果表明,MRI信號的變化取決于活動樹突磁場的強度、活動樹突的幾何形態(tài)(即方向和結(jié)構(gòu))和活動樹突的數(shù)量。在NMF中,MRI幅值信號變化較為顯著,其強度取決于NMF中平行于主磁場B0的分量Bn//;NMF引起的MRI相位信號變化并不顯著,只有在活動的樹突不對稱的情況,也即非均勻時,才可能引起可測的相位變化。我們構(gòu)建的模型表明,用MRI直接檢測神經(jīng)磁場是可行的。
【圖文】：

圖 2-1 電流偶極子模型[34]細胞的平均行為可以被模擬成一個電流偶極量垂直于顱骨的神經(jīng)細胞的活動,而 MEG 主要。由此也可以知道,腦電腦磁能互補地測量皮而產(chǎn)生的皮層電活動,參見圖（2-2）。究來說，在球頭導(dǎo)體模型時，如圖（2-3）所示而只關(guān)心切向偶極子。通常，MEG 信號源的電，故對一個誘發(fā)刺激,大約有 106個突觸會產(chǎn)生06個錐體細胞/ mm2，而每個細胞又有大約數(shù)千中有千分之一左右的突觸發(fā)生同步響應(yīng)，就相鄰區(qū)域也可能存在方向相反的電流，，使產(chǎn)響應(yīng)活動的皮層區(qū)域要大一些[1]。

圖 2-1 電流偶極子模型[34]一群這樣的細胞的平均行為可以被模擬成一個電流偶極子產(chǎn)生的磁場EEG 主要是測量垂直于顱骨的神經(jīng)細胞的活動,而 MEG 主要是測量平行于些細胞的活動。由此也可以知道,腦電腦磁能互補地測量皮層區(qū)域的錐體觸后電位變化而產(chǎn)生的皮層電活動,參見圖（2-2）。對于 MEG 研究來說，在球頭導(dǎo)體模型時，如圖（2-3）所示,徑向偶極子場沒有貢獻，而只關(guān)心切向偶極子。通常，MEG 信號源的電流偶極子的偶10 nAm 的量級，故對一個誘發(fā)刺激,大約有 106個突觸會產(chǎn)生同步的響應(yīng)。約有 0.1×106個錐體細胞/ mm2，而每個細胞又有大約數(shù)千個突觸，因此方毫米的皮層中有千分之一左右的突觸發(fā)生同步響應(yīng)，就產(chǎn)生了可探測 信號[34]。在實際皮層的相鄰區(qū)域也可能存在方向相反的電流，使產(chǎn)生的磁場會部于是實際同步響應(yīng)活動的皮層區(qū)域要大一些[1]。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號】：R312

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前4條

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本文編號：2569921