PET大脑功能网络及其衰老变化研究

发布时间：2017-05-24 19:13

  本文关键词：PET大脑功能网络及其衰老变化研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：器官的功能下降和结构变化是人生中不可避免的生理规律。作为最重要的器官之一,大脑往往会在老化的过程中产生一些特定的形态变化、功能下降和病理变化等。比如说众所周知的,认知能力逐步退化跟大脑的老化有很大的关系,这具体包括了知觉、注意力、语言和记忆等方面认知能力的下降。进一步来说除了能力的下降、许多大脑疾病也跟老化有着密切的关系,如阿尔茨海默病和帕金森病等。因此,为了评估认知能力下降并且进一步为相关脑病提供的临床指导,我们有必要深入了解健康的大脑在老化过程中的所发生的一些变化,具体来说这包括功能上的和结构上的变化。 近年来针对大脑网络的研究层出不穷,这种方法采用复杂网络的的分析方法对大脑的结构和功能进行研究。为了进一步加深对大脑功能网络和脑老化的了解,在本研究中我们搭建了大脑的PET网络之后,并且进行了两个方面的工作,第一、研究了大脑PET网络的小世界特性；第二、研究了老化引起的大脑PET网络的变化。具体研究方法及结论如下： 研究方法：将研究对象分为年轻组(36.5岁,113名)和年老组(56.3岁,110名),进行静息态的PET扫描之后,用相关性算法,在设定阈值之后得到两组正常人的脑网络,然后将两组脑网络分别进行小世界网络特性以及脑网络老化研究。 研究结论：(1)PET脑网络的小世界特性,具体包括：第一、无论是老年组还是年轻组都表现出了明显的小世界特性,也就是同时具有局部和全局传递效率高的特点；第二、22个区域分别被定义为节点中心,这些节点中心包括联合系统的很多区域,比如海马、前额叶等；第三、PET脑网络对随机攻击和目标性攻击显示出不同网络稳定性,对于目标性攻击显示出更敏感更脆弱的网络稳定性。 (2)老化引起的脑网络的变化,具体包括：第一、两个年龄组别的相关系数网络表现出了显著性的差异；第二、在小世界特性上、相对于年轻组而言,老年组表现出更高的局部效率和更低的全局效率；第三,在很多的节点中心特性上,两个组别也表现出了很大的变化,比如海马等区域；第四、两个年龄组别的网络对随机性攻击显示出相似的稳定性,而对于目标性攻击而言年轻组展现出了更好的网络稳定性,老年组的目标攻击的稳定性更脆弱；第五,在简单的验证构建方法的稳定性的实验中,我们证明了这种构建PET大脑网络的方法具有一定的稳定性。
【关键词】：正电子发射断层成像 老化 小世界网络 大脑葡萄糖代谢 大脑网络
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R310
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第1章 绪论12-18
• 1.1 引言12-14
• 1.2 研究现状14-16
• 1.2.1 脑功能成像技术概述14-15
• 1.2.2 脑网络研究概述15-16
• 1.3 研究目标16
• 1.4 本文主要研究内容及贡献16-17
• 1.5 本文的组织结构17-18
• 第2章 脑功能成像技术18-24
• 2.1 PET脑功能成像18-21
• 2.1.1 PET成像基本原理18-20
• 2.1.2 PET在脑功能成像研究中的应用20-21
• 2.2 fMRI脑功能成像21-22
• 2.3 EEG脑功能成像22-24
• 第3章 小世界网络分析方法24-31
• 3.1 小世界网络现象24
• 3.2 小世界网络模型24-25
• 3.3 小世界网络特征参数25-31
• 3.3.1 聚类系数C25-26
• 3.3.2 平均路径长度L26-27
• 3.3.3 度的分布及网络稳定性27-29
• 3.3.4 网络效率29-30
• 3.3.5 网络代价C_G30
• 3.3.6 节点介数B30
• 3.3.7 节点连接强度S30-31
• 第4章 脑网络研究现状31-36
• 4.1 脑网络小世界特性的研究现状32-34
• 4.2 脑网络衰老变化的研究现状34-36
• 第5章 PET脑网络小世界特性研究36-49
• 5.1 实验材料与方法36-43
• 5.1.1 实验平台36-37
• 5.1.2 受试者以及图像采集37
• 5.1.3 图像预处理37-39
• 5.1.4 脑功能网络的构建39-41
• 5.1.5 网络分析41-43
• 5.2 实验结果43-46
• 5.2.1 小世界特性参数43-44
• 5.2.2 节点介数44-45
• 5.2.3 网络稳定性45-46
• 5.3 小结与讨论46-49
• 5.3.1 PET脑网络的小世界特性46
• 5.3.2 节点中心特性的脑区46-47
• 5.3.3 PET网络的稳定性47-49
• 第6章 PET脑网络随年龄变化的研究49-60
• 6.1 实验方法49-51
• 6.1.1 小世界网络差异研究49-50
• 6.1.2 统计分析差异研究50-51
• 6.1.3 方法稳定性51
• 6.2 实验结果51-57
• 6.2.1 相关系数矩阵的对比51-52
• 6.2.2 小世界特性随衰老的变化52-54
• 6.2.3 节点中心随衰老的变化54-55
• 6.2.4 网络稳定性随年龄影响的变化55-56
• 6.2.5 PET网络构建方法的鲁棒性56-57
• 6.3 小结与讨论57-60
• 6.3.1 老化的小世界网络特性57-58
• 6.3.2 老化的节点中心特性58
• 6.3.3 老年人更脆弱的网络稳定性58-59
• 6.3.4 PET网络构建方法的鲁棒性59-60
• 第7章 结论与展望60-62
• 7.1 结论60-61
• 7.2 展望61-62
• 参考文献62-72
• 附件A AAL模板90区域信息72-76
• 附件B 两组之间的相关性对比表格76-77
• 作者简历77
• 攻读学位期间的研究成果77

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

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本文编号：391711