静息态下大脑临界行为及动力学研究

发布时间：2021-03-15 01:51

　　在统计物理发展的早期,物理学家们更多地关注于大量无相互作用个体构成的多体系统。随着统计物理的不断发展,研究对象逐渐从理想气体这样的简单多体系统过渡到个体间具有复杂相互作用的复杂系统。大脑作为一个由数量庞大的神经元构成,且拥有复杂突触连接的典型复杂系统,近二十年来吸引了大量统计物理学家的关注。随着磁共振、脑电图、脑磁图等多种无创测量技术的发展,人们获得了从宏观到微观多种尺度对大脑工作状态的观察数据。本文主要基于fMRI（功能核磁共振成像）数据研究大脑在体素级别的空间关联和时间关联,揭示静息态下大脑活动的内在统计规律。本论文的第一部分为对体素级BOLD（血氧水平依赖）时间序列的分析,讨论体素激活的空间关联性。通过判断激活程度的阈值调节,将体素BOLD时间序列中某时段单调上升第一次超过阈值的时刻定义为体素激活时刻,从而对脑区内体素的激活情况进行分析。本文定义同时激活且具有空间最近邻关系的体素为一个集团,在对集团尺寸进行统计时,发现其分布服从幂率分布,且该幂指数不随激活阈值的改变而发生变化,具有很强的鲁棒性。通过对脑区内不同体素激活状态的关联性分析,我们发现体素级别的关联性呈幂率关系,这暗示着... 

【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：55 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

沙堆坍塌规模分布摘自文献[9]

神经活动中的临界现象摘自文献[16]

输入响应曲线、动态响应区间摘自文献[21]

【参考文献】：
期刊论文
[1]人脑默认模式网络的动力学行为[J]. 姚楠,苏春旺,李尤君,王珏,周昌松,黄子罡.  物理学报. 2020(08)
[2]脑功能网络建模及分析研究进展[J]. 黄文敏,曹玲灿,陈清坚,苏春旺,李尤君,黄子罡.  中国科学:物理学 力学 天文学. 2020(01)

博士论文
[1]基于多模态影像数据的脑网络研究[D]. 赵维.湖南师范大学 2019
[2]复杂系统中的相变与临界现象[D]. 董家奇.兰州大学 2017



本文编号：3083345