本文關(guān)鍵詞：靜息態(tài)fMRI有效連接方法及其在雙相障礙中的應(yīng)用研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《鄭州大學(xué)》 2013年

靜息態(tài)fMRI有效連接方法及其在雙相障礙中的應(yīng)用研究

王云霞  

【摘要】：人類大腦是一個分工精細且相互協(xié)調(diào)的高級信息處理系統(tǒng),通過多個腦區(qū)的共同協(xié)調(diào)工作,人腦能夠完成對信息的接收、傳遞、加工、融合等過程。功能分離和功能整合是大腦功能兩個最基本的組織原則,其中功能分離是功能定位假說的基礎(chǔ),功能整合指人的行為是由多個腦區(qū)共同協(xié)調(diào)完成,是研究腦連接和腦網(wǎng)絡(luò)的理論基礎(chǔ)。對于大腦功能整合研究,通�；诠δ苓B接(functional connectivity)和有效連接(effective connectivity)概念。大腦的有效連接度量的是腦區(qū)之間是否存在相互作用以及其相互作用的方向性和強弱。目前有不同的方法用來研究有效連接,例如結(jié)構(gòu)方程模型(Structural Equation Model, SEM)、動態(tài)因果模型(Dynamic Causal Modeling, DCM)和格蘭杰因果分析(Granger Causality Analysis, GCA)模型。其中,格蘭杰因果分析以其模型簡單、不需要模型先驗假設(shè)等優(yōu)點被廣泛應(yīng)用在探索不同腦區(qū)之間的有效連接中。 人腦有效連接的研究通常需要借助于功能磁共振成像(functional Magnetic Resonance Imaging, fMRI)技術(shù)。fMRI以其無創(chuàng)性、較高的空間、時間分辨率和良好的可重復(fù)性等優(yōu)勢,已成為目前進行腦科學(xué)研究的重要技術(shù)手段。根據(jù)圖像采集狀態(tài),功能磁共振成像分為任務(wù)態(tài)fMRI (Task-state fMRI)和靜息態(tài)fMRI (Resting-state fMRI)。由于病重患者無法完成實驗任務(wù)等因素,任務(wù)態(tài)功能磁共振成像在對一些疾病的研究上受到限制,然而,受試者在靜息態(tài)功能磁共振掃描過程中不需做任何任務(wù)、只需保持安靜等,靜息態(tài)功能磁共振成像在雙相障礙、精神分裂癥、和抑郁癥等神經(jīng)性疾病研究中有廣泛的應(yīng)用。 格蘭杰因果分析模型是靜息態(tài)功能磁共振有效連接研究的重要方法,在對功能磁共振數(shù)據(jù)進行格蘭杰因果分析建模時,如何選取模型的階數(shù)是目前格蘭杰因果分析中需要解決的關(guān)鍵問題之一。在利用格蘭杰因果分析處理靜息態(tài)fMRI數(shù)據(jù)時,研究人員通常選擇一階模型,但是,一階模型是否能夠正確反映腦區(qū)之間的因果關(guān)系還有待于進一步研究。本論文的主要研究內(nèi)容是格蘭杰因果分析中的模型階數(shù)選取方法。由于人腦腦區(qū)之間真實的有效連接形式尚不清楚,我們使用模擬數(shù)據(jù)來研究模型階數(shù)選取對格蘭杰因果分析結(jié)果的影響,并給出科學(xué)選取格蘭杰因果模型階數(shù)的方法。在此基礎(chǔ)上,將格蘭杰因果分析應(yīng)用于雙相障礙患者靜息態(tài)功能磁共振數(shù)據(jù)的有效連接分析中。 雙相障礙是一種由神經(jīng)系統(tǒng)功能整合不良引發(fā)的疾病,目前已有研究表明,杏仁核和前額葉在雙相障礙的發(fā)病機制研究中具有關(guān)鍵作用,本研究分別對15例雙相障礙患者和15例健康志愿者的靜息狀態(tài)功能磁共振數(shù)據(jù),采用格蘭杰因果分析方法,研究雙相障礙患者杏仁核(Amygdala)和內(nèi)側(cè)前額葉(interMedial Prefrontal Cortex, mPFC)之間有效連接形式的改變。研究發(fā)現(xiàn),與正常組相比,雙相障礙患者右側(cè)杏仁核與內(nèi)側(cè)前額葉之間的有效連接消失,左側(cè)杏仁核與內(nèi)側(cè)前額葉之間雖然仍存在有效連接,但其連接形式出現(xiàn)異常,本研究對今后雙相障礙的診治具有重大的借鑒意義和推動作用。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：R310;O482.53
【目錄】：

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