本文關(guān)鍵詞：工作記憶動(dòng)作電位主分量網(wǎng)絡(luò)連接特性的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：研究目的： 工作記憶是重要的認(rèn)知功能之一,前額葉皮層是工作記憶關(guān)鍵腦區(qū)。通過Granger因果和主成分分析方法,在低維空間描述大鼠工作記憶任務(wù)前額葉皮層動(dòng)作電位PC (Principal components)主分量因果連接。由因果值倒數(shù)構(gòu)建主分量因果網(wǎng)絡(luò),計(jì)算動(dòng)作電位PC主分量因果網(wǎng)絡(luò)信息傳遞效率。為研究工作記憶的腦網(wǎng)絡(luò)機(jī)制提供思路和方法。 研究方法： 1.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：6只大鼠在Y迷宮工作記憶任務(wù)過程中,從前額葉皮層多通道記錄數(shù)據(jù),經(jīng)過高通濾波,鋒電位檢測(cè),鋒電位分離獲取動(dòng)作電位序列。 2.動(dòng)作電位序列的連續(xù)化：應(yīng)用瞬時(shí)頻率法實(shí)現(xiàn)離散點(diǎn)電位動(dòng)作電位時(shí)間序列的連續(xù)化。 3.構(gòu)建低維主分量空間：應(yīng)用主分量分析方法(Principal components analysis,PCA),計(jì)算神經(jīng)元群體動(dòng)作電位時(shí)空序列的各個(gè)主分量,從中選取占能量80%以上的若干主分量,構(gòu)建低維的主分量空間。 4.計(jì)算主分量因果值：應(yīng)用Granger時(shí)域分析方法,分別計(jì)算6只大鼠各10次以上工作記憶動(dòng)作電位主分量的因果值矩陣,并計(jì)算因果值的平均值(Granger causality, GCpc)。 5.構(gòu)建主分量因果網(wǎng)絡(luò),基于因果值倒數(shù)為最短路徑構(gòu)建因果網(wǎng)絡(luò),計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的信息傳遞效率(Global efficiency, Epc) 6.由工作記憶任務(wù)過程GCPc與EPc的動(dòng)態(tài)變化,分析工作記憶的功能連接與腦網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)特性。 研究結(jié)果： 1.工作記憶動(dòng)作電位序列的連續(xù)化 在Y迷宮工作記憶任務(wù)過程中,前額葉皮層在體植入多通道電極,記錄到多通道數(shù)據(jù),經(jīng)過高通濾波,鋒電位檢測(cè),鋒電位分離獲取動(dòng)作電位序列,進(jìn)而通過瞬態(tài)頻率法得到動(dòng)作電位的連續(xù)序列。以1號(hào)大鼠1次工作記憶任務(wù)為例,顯示原始數(shù)據(jù),高通濾波后數(shù)據(jù),鋒電位檢測(cè)得到多通道時(shí)間序列和鋒電位分離后的動(dòng)作電位時(shí)間序列。 2.構(gòu)建低維主分量空間 應(yīng)用PCA,計(jì)算神經(jīng)元群體動(dòng)作電位的各個(gè)主分量,從中選取占能量80%以上的前7主分量,構(gòu)建低維的PC主分量空間。前7主成分分量占1號(hào)大鼠連續(xù)序列全部能量的83.0%,2號(hào)大鼠連續(xù)序列全部能量的82.1%,3號(hào)大鼠連續(xù)序列全部能量的91.4%,4號(hào)大鼠連續(xù)序列全部能量的81.4%,5號(hào)大鼠連續(xù)序列全部能量的82.6%,6號(hào)大鼠連續(xù)序列全部能量的96.3%。應(yīng)用Granger時(shí)域分析,本論文計(jì)算6只大鼠各10次工作記憶動(dòng)作電位前7動(dòng)作電位PC主分量的因果連接。 3.工作記憶任務(wù)動(dòng)作電位和動(dòng)作電位PC主分量因果連接 3.1動(dòng)作電位PC主分量因果值的動(dòng)態(tài)變化 分別計(jì)算6只大鼠各10次以上工作記憶過程Ao到A5(工作記憶行為學(xué)參考點(diǎn)前4s到后2s)動(dòng)作電位PC主分量因果值得平均值GCPc。因果值是動(dòng)態(tài)變化,最大值依次為：0.031±0.005、0.041±0.007、0.033±0.006、0.031±0.005、0.027±0.003、0.051±0.016,出現(xiàn)在工作記憶行為學(xué)參考點(diǎn)前2s(1號(hào),2號(hào)和3號(hào)大鼠),或在工作記憶行為學(xué)參考點(diǎn)前1s(4號(hào),5號(hào)和6號(hào)大鼠)。其A0動(dòng)作電位PC因果值分別為：0.023±0.006、0.011±0.005、0.020±0.005、0.011±0.005、0.020±0.005、0.013±0.004。6只大鼠峰值和A0狀態(tài)的動(dòng)作電位PC因果值都有顯著差異(t檢驗(yàn),p0.05)。 3.2動(dòng)作電位PC主分量因果網(wǎng)絡(luò)信息傳遞效率的動(dòng)態(tài)變化 動(dòng)作電位PC主分量因果值的倒數(shù)為路徑長度建立因果網(wǎng)絡(luò)。分別計(jì)算6只大鼠各10次以上工作記憶過程A0到A5(工作記憶行為學(xué)參考點(diǎn)前4s到后2s)動(dòng)作電位PC主分量因果網(wǎng)絡(luò)的信息傳遞效率的平均值EPc。信息傳遞效率是動(dòng)態(tài)變化,最大值依次為：0.63±0.04、0.55±0.04、0.54±0.07、0.50±0.05、0.51±0.04、0.66±0.09,出現(xiàn)在工作記憶行為學(xué)參考點(diǎn)前2s(1號(hào),2號(hào)和3號(hào)大鼠),或在工作記憶行為學(xué)參考點(diǎn)前1s(4號(hào),5號(hào)和6號(hào)大鼠)。其A0動(dòng)作電位PC因果網(wǎng)絡(luò)信息傳遞效率分別：0.36±0.07、0.26±0.06、0.244±0.07、0.22±0.06、0.25±0.04、0.35±0.08。6只大鼠峰值和A0狀態(tài)的動(dòng)作電位PC因果網(wǎng)絡(luò)信息傳遞效率都有顯著差異(t檢驗(yàn),p0.05)。 3.3工作記憶任務(wù)動(dòng)作電位的因果連接和信息傳遞效率 動(dòng)作電位PC主分量作比較,分別計(jì)算動(dòng)作電位在6只大鼠各10次以上工作記憶過程A0到A5因果值GC。動(dòng)作電位因果值的倒數(shù)作為路徑長度建立因果網(wǎng)絡(luò)。計(jì)算工作記憶任務(wù)每1s動(dòng)作電位因果網(wǎng)絡(luò)的信息傳遞效率E。GC和E在工作記憶任務(wù)過程是動(dòng)態(tài)變化的,從小上升到最大后下降,GC、E、GCPc和EPC最大值出現(xiàn)時(shí)間一致。分別計(jì)算6只大鼠因果值和因果網(wǎng)絡(luò)信息傳遞效率在峰值與A0狀態(tài)的統(tǒng)計(jì)差異：1,2,3和4號(hào)大鼠峰值與A0狀態(tài)的動(dòng)作電位因果值有顯著差異(t檢驗(yàn),p0.05)。6只大鼠峰值與Ao狀態(tài)的動(dòng)作電位PC主分量因果值有顯著差異(t檢驗(yàn),p0.05)。除了1號(hào)鼠,其他5只大鼠峰值與Ao狀態(tài)的動(dòng)作電位因果網(wǎng)絡(luò)信息傳遞效率有顯著差異(t檢驗(yàn),p0.05)。6只大鼠峰值與Ao狀態(tài)的動(dòng)作電位PC主分量因果網(wǎng)絡(luò)信息傳遞效率都有顯著差異(t檢驗(yàn),p0.05)。峰值狀態(tài)動(dòng)作電位PC主分量的因果值與因果網(wǎng)絡(luò)信息傳遞效率6只大鼠都顯著高于動(dòng)作電位(t檢驗(yàn),p0.05) 結(jié)論： 1.在動(dòng)作電位PC主分量的因果值與因果網(wǎng)絡(luò)信息傳遞效率工作記憶任務(wù)過程變化趨勢(shì)都與動(dòng)作電位相同,最大值出現(xiàn)在同一時(shí)刻。并非全部大鼠動(dòng)作電位工作峰值與A0狀態(tài)因果值與因果網(wǎng)絡(luò)信息傳遞效率有顯著差異。6只大鼠峰值與A0狀態(tài)動(dòng)作電位PC主分量因果值與因果網(wǎng)絡(luò)信息傳遞效率有顯著差異。在低維的主分量空間,能夠有效描述工作記憶功能連接。 2.工作記憶任務(wù)過程功能連接是動(dòng)態(tài)變化,是逐漸上升到最大值再下降的趨勢(shì)。緊密的功能連接與高的網(wǎng)絡(luò)信息傳遞效率出現(xiàn)在工作記憶狀態(tài)(在工作記憶行為學(xué)參考點(diǎn)前2s(1號(hào),2號(hào)和3號(hào)大鼠),或在工作記憶行為學(xué)參考點(diǎn)前1s(4號(hào),5號(hào)和6大鼠)),即Y迷宮任務(wù)臂選擇行為之前。
【關(guān)鍵詞】：工作記憶 動(dòng)作電位時(shí)空序列 功能連接 主分量 網(wǎng)絡(luò)信息傳遞效率
【學(xué)位授予單位】：天津醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：R338
【目錄】：

• 中文摘要4-7
• Abstract7-11
• 目錄11-13
• 縮略語/符號(hào)說明13-14
• 一、前言14-19
• 1.1 研究背景14-17
• 1.1.1 老年癡呆癥與工作記憶障礙14
• 1.1.2 腦功能連接網(wǎng)絡(luò)研究現(xiàn)狀與進(jìn)展14-15
• 1.1.3 Granger因果分析15-16
• 1.1.4 主分量分析16-17
• 1.2 研究目的17
• 1.3 研究內(nèi)容17-18
• 1.4 研究的創(chuàng)新點(diǎn)18-19
• 二、原理與方法19-29
• 2.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)20-22
• 2.1.1 大鼠Y迷宮工作記憶任務(wù)20-21
• 2.1.2 動(dòng)作電位時(shí)空序列的獲取21-22
• 2.2 應(yīng)用瞬態(tài)頻率法實(shí)現(xiàn)動(dòng)作電位時(shí)間序列連續(xù)化22-23
• 2.3 Granger因果值與網(wǎng)絡(luò)信息傳遞效率23-26
• 2.3.1 Granger因果值23-25
• 2.3.2 構(gòu)建工作記憶因果網(wǎng)絡(luò),計(jì)算網(wǎng)絡(luò)信息傳遞效率25-26
• 2.4 動(dòng)作電位時(shí)空序列的主分量26-29
• 三、結(jié)果29-43
• 3.1 動(dòng)作電位的連續(xù)化29-31
• 3.1.1 動(dòng)作電位時(shí)空序列29-31
• 3.1.2 連續(xù)化的動(dòng)作電位時(shí)空序列31
• 3.2 工作記憶動(dòng)作電位及動(dòng)作電位PC主分量的因果連接動(dòng)態(tài)變化31-36
• 3.2.1 工作記憶動(dòng)作電位因果連接動(dòng)態(tài)變化31-33
• 3.2.2 工作記憶動(dòng)作電位的PC主分量33-34
• 3.2.3 工作記憶動(dòng)作電位PC主分量因果連接動(dòng)態(tài)變化34-36
• 3.3 工作記憶動(dòng)作電位及其PC主分量的因果連接矩陣與統(tǒng)計(jì)分析36-39
• 3.3.1 動(dòng)作電位因果連接矩陣36-37
• 3.3.2 動(dòng)作電位PC主分量因果連接矩陣37-38
• 3.3.3 動(dòng)作電位與其PC主分量因果連接統(tǒng)計(jì)分析38-39
• 3.4 工作記憶動(dòng)作電位PC主分量因果網(wǎng)絡(luò)的信息傳遞效率39-43
• 3.4.1 工作記憶任務(wù)過程因果網(wǎng)絡(luò)的信息傳遞效率39-41
• 3.4.2 動(dòng)作電位與其PC主分量因果網(wǎng)絡(luò)信息傳遞效率統(tǒng)計(jì)分析41-43
• 四、結(jié)論與討論43-48
• 4.1 結(jié)論43-44
• 4.2 討論44-48
• 4.2.1 工作記憶行為錯(cuò)誤狀態(tài)下因果連接與信息傳遞效率44-47
• 4.2.2 主成分分析描述工作記憶任務(wù)功能連接的優(yōu)勢(shì)47-48
• 參考文獻(xiàn)48-54
• 發(fā)表論文和參加科研情況說明54-55
• 綜述55-66
• 綜述參考文獻(xiàn)61-66
• 致謝66

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本文編號(hào)：334224