脑电—核磁融合方法在听觉研究中的应用

发布时间：2021-02-23 15:54

　　在神经科学领域的研究中,脑电和核磁共振是常用的神经影像工具。脑电设备的工作方式是将电极贴于头皮表面,检测分布于头皮之上的脑电波。核磁共振设备的工作原理则有些复杂,其对神经活动的探测是基于局部脑血流的变化来实现的。当局部神经活动增加时,局部脑血流也会增加,从而带来血氧浓度的变化,核磁共振就是通过探测血氧浓度的这种变化来检测神经活动的。由于工作原理的不同,脑电与核磁共振设备有着各自的优缺点。脑电检测的是脑电波,脑内的神经活动是通过电磁波的形式传递到头皮表面,因此脑电拥有很高的时间分辨率,适用于探测动态的神经活动过程。但是由于脑内空间结构复杂,难以通过头皮表面的脑电来逆向定位神经源,因此脑电设备的时间分辨率很高,空间分辨率很低,虽可以探测动态的神经活动,但难以对神经活动进行定位。核磁共振设备则有着很高的空间分辨率,可以达到毫米级,然而由于局部脑血流变化缓慢的特性,因此核磁共振设备时间分辨率很低,难以分析动态的神经活动过程。如果能将脑电和核磁共振融合起来,充分利用脑电的高时间分辨率和核磁共振高空间分辨率的优势,则可能会形成一种兼具高时间高空间分辨率的神经活动分析工具,从而使研究者能更精细入微地... 

【文章来源】：西南大学重庆市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：120 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

脑电与核磁共振设备以及数据示意图

而 BOLD 是一个对血氧水平，准确地说值，其水平随脱氧血红蛋白的浓度变化而变化。脱氧，因此在脱氧血红蛋白浓度高的区域，核磁共振设备度的消退，因而产生更低的信号强度；而脱氧血红蛋产生的磁场消退速度较慢，因而得到了较高的信号强哪些区域脱氧血红蛋白浓度较高，哪些区域其浓度较区脱氧血红蛋白的波动可以解释为局部血流、局部血影响[7,8]。神经活动是需要消耗氧气的，因此神经活动然而大脑内的活动却更复杂，因为脑内运行机制的原会造成局部血流的增加，以增加局部的供氧量。总的，会带来局部耗氧量的提升，但是也会带来更明显的供更多的氧气，所以带来的结果是在局部神经活动强血红蛋白的降低，从而导致更强的 BOLD 信号响应[9]程，从局部神经活动的增强到BOLD信号达到顶峰需要恢复到基线状态则需要更长的时间，如图 1.2。

6图 1.3 常见的融合策略和所需的数据操作1.3.3 融合策略：比较有些脑电与核磁共振对比分析的研究直接采用比较的办法分析脑电与核磁共振数据的关系。比如说，在一些动物实验中，研究人员通过插入电极的方法研究局部场电位和多单元放电与核磁共振信号之间的关系，他们就用到了比较的方法。


本文编号：3047845