静息态大脑fMRI数据分析

发布时间：2017-07-03 23:00

  本文关键词：静息态大脑fMRI数据分析

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【摘要】：大脑功能磁共振(fMRI)数据分析一直是认知神经科学领域的一个热点。构建大脑的功能连接网络是脑科学研究的重要手段。脑区与脑区之间的功能连接通常用某种统计关联性指标来衡量。目前常用的统计关联性指标有：相关系数,偏相关系数,相干系数,小波相关系数和互信息。极大信息系数是近年新提出的一种关联性量,被称为21世纪的关联性指标。然而各种方法的侧重点不同,又各有优劣。对现有的方法在构建大脑网络连接网络上进行比较十分必要。本文侧重于稳健性,对上述六种方法进行了比较。富人俱乐部是复杂网络中的特殊现象。近年来,人们研究大脑网络不是单一的研究某个脑区或者某些神经元,而是侧重于整体。大脑的功能实现不是某一个脑区或者某些连接在起作用,而是各个脑区相互作用实现的。然而并非所有脑区的贡献都是平均的,某些少数节点的集合(称为富节点),相互之间趋向于更紧密的连接,是大脑结构功能的核心和枢纽。因此探究大脑网络中的富人俱乐部现象有明确且深刻的意义。本文对大脑网络中的富人俱乐部现象进行了初步研究。文章大致分为三个部分：1、用极大信息系数,相关系数,偏相关系数,相干系数,小波相关系数和互信息六种方法构建大脑功能连接网络；2、在稳健性方面,对六种方法构建的功能连接网络进行比较；3、研究构建的大脑功能网络中的富人俱乐部现象。研究结果表明,极大信息系数是一种稳健的构建功能连接网络的方法；大脑网络中存在明显的富人俱乐部现象；我们寻找的富人俱乐部成员包括内侧额上回,扣带回皮质和脑岛,与已有的研究结果一致。
【关键词】：静息态fMRI 极大信息系数 大脑网络 数据分析 富人俱乐部
【学位授予单位】：中国科学院研究生院(武汉物理与数学研究所)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R445.2;R338
【目录】：

• 致谢4-5
• 中文摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 1 引言9-19
• 1.1 背景9-10
• 1.2 主要方法介绍10-12
• 1.2.1 皮尔逊相关系数10
• 1.2.2 偏相关系数10-11
• 1.2.3 相干系数11
• 1.2.4 小波相关系数11
• 1.2.5 互信息（mutual information)11
• 1.2.6 极大信息系数（maximum information coefficient)11-12
• 1.2.7 Shannon-Parry测度12
• 1.3 复杂网络12-17
• 1.3.1 复杂网络的研究背景和进展12-15
• 1.3.2 图论的基本知识15-17
• 1.4 复杂网络中的富人俱乐部现象17-19
• 2 构建大脑功能连接网络19-25
• 2.1 数据来源与预处理19
• 2.2 构建大脑功能连接网络19-25
• 3 六种方法在稳健性上的比较25-29
• 3.1 重要节点的衡量25
• 3.2 方法的稳健性25
• 3.3 节点度的变异系数25-27
• 3.4 样本重要节点的一致性27-29
• 4 大脑网络中的富人俱乐部现象分析29-43
• 4.1 大脑网络中的富人俱乐部现象研究简介29
• 4.2 富人俱乐部现象定性分析29-36
• 4.3 富节点的一步邻域扩充36-39
• 4.4 寻找大脑网络中的hub39-43
• 5 总结与展望43-45
• 参考文献45-51
• 作者简介及在学期间发表的学术论文与研究成果51

【参考文献】

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1 冯晓源,刘含秋;功能磁共振成像在中国的研究现状[J];中国医学计算机成像杂志;2004年05期

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本文编号：515460