大腦是一個大規(guī)模連接的復雜網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的動力學系統(tǒng)。不同尺度的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和動態(tài)特征,造成了大腦在結(jié)構(gòu)上和功能上的復雜性。本文介紹了復雜網(wǎng)絡(luò)的研究現(xiàn)狀和一些重要的概念,同時介紹了當前幾種重要的網(wǎng)絡(luò)拓撲模型。本文介紹了大腦結(jié)構(gòu)和功能上的復雜性,從皮層厚度度量和彌散張量成像兩方面介紹當前對腦結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的研究,并通過腦電信號和腦功能磁共振信號進行了腦功能網(wǎng)絡(luò)的研究。本文基于統(tǒng)計動力學理論,應(yīng)用擴散熵方法分析腦電信號的動力學標度行為和概率分布函數(shù),研究系統(tǒng)的演化過程及標度不變性,并驗證了其概率分布函數(shù)滿足尖峰胖尾的Levy分布。并且基于相位同步性理論,利用手指運動任務(wù)的ECoG信號建立了腦運動皮層功能網(wǎng)絡(luò)。通過對靜息狀態(tài)和任務(wù)狀態(tài)下的兩個網(wǎng)絡(luò)的分析,發(fā)現(xiàn)任務(wù)狀態(tài)下的聚類系數(shù)更大,連通性更強。這些結(jié)果意味著大腦在認知任務(wù)狀態(tài)下表現(xiàn)出了更顯著的活動性。本文基于互信息理論,采用時間窗移動的方法,利用靜息狀態(tài)和刺激狀態(tài)下的fMRI圖像數(shù)據(jù)研究兩種狀態(tài)下的腦功能網(wǎng)絡(luò),并對腦功能區(qū)域作相關(guān)性分析。結(jié)果表明腦功能網(wǎng)絡(luò)在兩種狀態(tài)下都具有小世界的特征。并且基于格蘭杰因果性理論,利用圖像識別任務(wù)的fMRI數(shù)據(jù)建立了... 

【文章來源】：中國科學技術(shù)大學安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

腦的結(jié)構(gòu)

研究背景般認為：腦是進行思維、產(chǎn)生情感和欲念以及進行學習和記憶的機體要對這個神秘的機體進行研究，其成果之一便是大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。大腦統(tǒng)是一個由大量的非常簡單的信息處理單元（稱為神經(jīng)元）通過全系的高度復雜的動態(tài)的非線性系統(tǒng)。雖然每一個神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)和功能都但從整個網(wǎng)絡(luò)看來，該系統(tǒng)的行為卻是非常復雜和豐富多彩的。在神生的動力學過程有兩類：一類稱之為快過程；另一類稱之為慢過程。，即是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的計算過程，它是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的活躍狀態(tài)的模式變換過絡(luò)只有通過學習才能逐步具有模式變換的能力，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學習過程。

圖 1.3 神經(jīng)元之間發(fā)生連接的示意圖腦中的神經(jīng)元通過突觸互相連接，形成了復雜的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，實現(xiàn)智能行為。大腦可以粗分為左腦與右腦。左腦主要完成抽象思維，右形象思維。大腦還可以進一步細分為 52 個區(qū)（Brodmann，1909），成各自特定的功能，如視覺、聽覺、嗅覺、觸覺及味覺等。在每個功包含有許多神經(jīng)元群，每個神經(jīng)元群完成相應(yīng)功能區(qū)的特定功能。在統(tǒng)中，約有 300 萬個神經(jīng)元群，每個神經(jīng)元群由 30-1000 個神經(jīng)元組元之間通過突觸連接，形成高度復雜的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。受外界刺激而產(chǎn)生和抑制過程使得各神經(jīng)元之間、神經(jīng)系統(tǒng)各部分之間的神經(jīng)活動能夠互相協(xié)調(diào)地進行，實現(xiàn)各種智能行為（何大韌等，2009）。腦成像技術(shù)簡介期通過解剖和研究腦局部損傷患者來獲取腦的結(jié)構(gòu)和功能知識，但這

【參考文獻】：
期刊論文
[1]腦網(wǎng)絡(luò):從腦結(jié)構(gòu)到腦功能[J]. 蔣田仔,劉勇,李永輝.  生命科學. 2009(02)
[2]腦皮質(zhì)電圖的臨床應(yīng)用[J]. 周昌貴.  現(xiàn)代電生理學雜志. 2003(03)
[3]一個科學新領(lǐng)域——開放的復雜巨系統(tǒng)及其方法論[J]. 錢學森,于景元,戴汝為.  自然雜志. 1990(01)

博士論文
[1]復雜系統(tǒng)的若干動力學問題研究[D]. 蔡世民.中國科學技術(shù)大學 2009



本文編號：3128122