抑郁症脑网络异常拓扑结构及相关性研究

发布时间：2018-06-02 02:15

本文选题：复杂网络 + 重度抑郁症　；参考：《西南大学》2016年硕士论文

【摘要】：抑郁症是一种精神疾病,临床表现为焦虑忧虑,情绪低落,悲观绝望。其中重度抑郁症患者最为严重,多数有自杀倾向。抑郁症的传统研究方法是借助于功能核磁共振、脑电图等成像设备获取患者大脑图像,通过分析脑图像的血氧活性水平等方法进行研究,此类方法不够全面,未从全脑结构角度进行探究。人脑神经系统是最复杂的系统之一,其复杂性不仅体现于数以亿计的神经元相连,更体现于思想、情感、认知等高级模式下的协同作用。近年来,研究者将核磁共振图像构建成脑网络,并将复杂网络理论应用到脑网络研究中,以期望发现其潜在的网络拓扑结构关系。复杂网络理论使我们从全脑拓扑结构角度去分析患者大脑机制,以得到更加细致,更加全面的结论。为抑郁症的成病原理提供了一个新的研究方向。本文结合复杂网络理论体系和脑科学理论体系,并基于实际问题,即重度抑郁症的成病原理,进行跨学科研究。探究复杂脑网络的构建方法。利用网络指标进行组间比较,从全局效率,局部效率,节点效率,边介数,社团结构等角度进行组间差异分析,为临床治疗抑郁症提供可靠的理论依据。利用相关分析探究患者脑网络的相关性,提出可行的抑郁症预防方案。综上,本文主要做了如下5项工作。(1)构建静息态功能脑网络。借助于静息态功能核磁共振成像技术获取大脑图像,并进行图像预处理。然后利用AAL大脑模板将预处理图像分割成90个区域,计算图像在对应区域内所有体素的BOLD信号算术平均值,最后计算区域间相关性以构建出脑网络。(2)分析脑网络小世界特性和经济性。本文分别计算重度抑郁症脑网络、正常人脑网络、随机网络、规则网络的全局效率和局部效率。结果显示,脑网络满足小世界特性和经济性。这项工作证明脑网络也具有复杂网络特性。(3)分析重度抑郁症脑网络的节点和连接。基于复杂网络理论体系,本文计算脑网络的点效率和边介数。结果显示,患者边缘环路脑区点效率显著升高,执行功能脑区点效率显著下降,以及执行功能脑区与边缘环路脑区之间的连接显著下降。边缘环路脑区参与情感加工功能,执行功能脑区参与行为调节功能。结果表明,患者执行功能对负性情感加工行为的调节作用下降,导致负性情感加工增强,负性情绪过剩,从而导致抑郁。这项工作为抑郁症的治疗提供可靠的理论依据,治疗应该增强执行功能脑区的活性,抑制边缘环路脑区的活性。(4)分析重度抑郁症脑网络的社团结构,核团,亲密度。本文采用Newman模块度算法和CNM模块划分算法,计算脑网络的社团结构、核团以及亲密度。结果显示,脑网络相对随机网络呈现显著的模块性,患者执行功能脑区与语言功能脑区之间的核团亲密度显著下降。结果表明,患者执行功能对语言功能的协同作用下降,导致语言能力失调,交流困难,自我封闭,这与抑郁症的外部表现一致。(5)分析重度抑郁症脑网络全局效率与年龄、性别、学历、病程之间的相关性。利用Pearson相关系数,本文分析患者脑网络的全局效率与年龄、性别、学历、病程之间的相关性。结果显示,患者脑网络全局效率与年龄呈负相关,与性别呈正相关,与学历呈正相关,与病程呈负相关。这项工作为抑郁症的预防提供了可行的方案,建议对如下4类人群加强抑郁症预防工作和心理健康教育。1.青少年人群2.女性人群3.高学历人群4.抑郁症患病初期人群。
[Abstract]:This paper studies the relationship between brain network and brain network by means of functional nuclear magnetic resonance ( MRI ) and electroencephalogram ( EEG ) . The results show that the effect of the function of the patient on the processing of the negative emotion is decreased , and the relationship between the global efficiency of the brain network and the brain area of the marginal loop is decreased . The results show that the overall efficiency of the brain network is negatively correlated with age , gender , education and course .
【学位授予单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O157.5;R749.4

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