健康汉族右利手青年人计算任务相关脑电图及脑血流同步性研究

发布时间：2020-11-16 03:21

　　 目的:探讨健康右利手汉族青年人在执行计算任务时脑功能区域激活的路线图;探讨健康右利手汉族青年人在执行计算任务时神经元激活及脑血流量变化的时效性关系,从而了解神经血管单元激活的特点;探讨健康汉族右利手青年人在执行计算任务时的大脑优势半球。方法:募集文化水平一致的健康右利手汉族青年受试者24人,利用神经监护仪(脑电图-经颅多普勒超声一体机)同步监测受试者在完成计算任务时双侧大脑额叶、颞叶、顶叶、枕叶的脑电图频率;同步监测受试者双侧大脑中动脉(Middle Cerebral Artery,MCA)的平均血流速度(Mean blood flow velocity,MFV)、收缩期峰值流速(Peak Systolic Velocity,PSV)、舒张末期流速(End Diastolic Velocity,EDV)、搏动指数(Pulsatility Index,PI),按照每隔2s读取一次脑血流数据以及脑电图数据,最后利用平均技术对每个时间点上的数据进行平均,完成作图后进行计算任务前、任务中、任务后的自身对照,利用SPSS19.0软件分析统计分析患者一般情况,利用Excel及MATLAB 2015a数学软件绘制健康汉族右利手青年人执行计算任务时脑血流激活的生理线路图,以及健康汉族右利手青年人执行计算时脑电生理改变与脑血流改变的时效性关系曲线,以了解神经血管单元激活的特点。结果:24名受试者中15人完成计算测试任务,9人因监测效果较差,其结果未纳入统计分析。1.受试者一般情况:样本容量共15人,受试者平均年龄26.06±2.52岁,男女比例12/3,平均受教育年限18.80±1.78。2.计算任务相关大脑中动脉平均血流速度变化规律:对比计算任务前、中、后的双侧大脑中动脉平均血流速度,在执行计算任务时可见大脑中动脉血流速度增快,从任务开始到双侧大脑中动脉血流速度均开始出现升高,在一定时间内到达高峰,平均达峰时间16s,并在此之后小幅下降,并持续约14s,在计算任务结束后血流速度下降并达到静息状态。计算双侧事件相关血流变化率(Percent change of blood flow velocity,p CBFV),左侧为12.4%,右侧为10.6%。3.计算任务相关脑电图频率变化规律:(1)对比计算任务前、中、后的额叶脑电的频率变化,从任务开始,即可观察到脑电频率的升高,在一定时间内频率到达高峰,F3、F4导联频率平均达峰时间10s,随后小幅下降并维持于平台期,持续20s,在计算任务结束后下降并达到静息状态。计算频率变化率,F3为20.7%,F4为20.7%。(2)对比计算任务前、中、后的顶叶脑电的频率变化,从任务开始,即可观察到脑电频率小幅升高,在一定时间内频率到达高峰,C3、C4导联频率平均达峰时间16s,随后小幅下降并维持于平台期,持续14s,在计算任务结束后下降并达到静息状态。计算频率变化率,C3为17.6%,C4为17.6%。(3)对比计算任务前、中、后的枕叶脑电的频率变化,从任务开始,即可观察到脑电频率的升高,在一定时间内频率到达高峰,O1、O2导联频率平均达峰时间16s,随后小幅下降并维持于平台期,持续14s,在计算任务结束后下降并达到静息状态。计算频率变化率,O1为28.4%,O2为27.4%。(4)对比计算任务前、中、后的颞叶脑电的频率变化,从任务开始,即可观察到脑电频率的升高,在一定时间内频率到达高峰,T3、T4导联频率平均达峰时间18s,随后小幅下降并维持于平台期,持续12s,在计算任务结束后下降并达到静息状态。计算频率变化率,T3为27.7%,T4为27.7%。由上述数据可见,计算任务最先频率最先达峰的导联为F3、F4导联,即额叶导联,其次为顶叶、枕叶、颞叶(由快至慢);脑电频率变化率最高为枕叶,其次为颞叶、额叶、顶叶(由高至低)。4.计算任务相关脑血流变化与脑电图变化同步性分析双侧大脑中动脉脑血流速度在任务开始后上升,同时双侧大脑脑电频率在任务开始后立即上升,均可观察到上升,说明脑血流与脑电图存在相关性。结论:1.在执行计算任务时,健康汉族右利手青年人左侧半球为优势半球。2.健康汉族右利手青年人在执行计算任务时,首先额叶激活,而颞叶激活以维持计算过程,枕叶的激活维持视觉功能。3.健康汉族右利手青年人执行计算任务时脑神经血管单元中神经元激活伴随脑血流速度的增加,且相应的功能区的脑电状态的改变优先于大动脉脑血流速度的改变。
【学位单位】：南华大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：R741.04
【部分图文】：

9图 54.数据提取分析从实验开始到 4 次循环结束，每隔 2 秒确定一个时间点，数据直接由设备计算得出，由人工提取，一个任务循环取任务开始前静息期 5 个时间点，描记基线数据，而每个任务期取全程 15 个时间点，一共 4 个循环，4 个循环取 80 个时间点，从该时间点提取脑电图及脑血流数据，基线数据的确定目前有三种方法[16]，其中最普遍的方法是静息-激活交替策略，即前一次任务间隙的脑血流速度水平

但为避免眼动及肌电伪差，未选择 FP1、FP2、F7、F8、T5、T6导联进行分析，直接利用上述方法描记的时间点取 F3/F4、C3/C4、O1/O2、T3/T4作为代表，各代表了额叶、顶叶、枕叶、颞叶导联的脑电频率，在选择好的时间点上利用放大器工具将图形放大后对频率进行计数（图 7），频率的测量为每个脑波的波谷至下一个波谷或波峰至下一个波峰，当一个脑波的前后起点不在一个水平线上时，如下降至的垂直高度不及上升支垂直高度的二分之一，则作为一个波测量，否则算做两个波。由此方法测量出 15 名受试者四个循环的每个时间点的脑电图频率，并做出脑电图频率变化的趋势图，最后再将四个循环的趋势图合成为一条总趋势图。
【参考文献】

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本文编号：2885562