大脑功能网络的盐酸哌甲酯和实时反馈调控

发布时间：2017-04-02 04:01

  本文关键词：大脑功能网络的盐酸哌甲酯和实时反馈调控，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：医学及神经影像领域的研究发现,大脑在执行特定任务时具有功能分离与功能整合的特点,因而多数的精神功能及神经疾病不只与大脑单个区域的活动相关,还受到区域间关联活动的重要影响。将大脑作为多脑区间存在相互作用与交流的综合网络能够为深入了解大脑提供一个有效的方向,而研究不同技术对大脑功能网络的调控将为探究脑部疾病病理与治疗开辟新的道路。目前,许多精神类药物的调节机制仍不明确,实时神经反馈对特定脑网络的调控效果也有待探讨。近年来,功能磁共振成像以其无创、高空间分辨率的优势成为脑网络研究的重要手段。因此,本文旨在结合功能磁共振成像(functional Magnetic Resonance Imaging, fMRI),研究药物对脑网络的调节机制及实时神经反馈对脑网络调控的效果。文中首先利用动态因果建模(dynamic causal modeling, DCM)分析服用盐酸哌甲酯(methylphenidate, MPH)及安慰剂的正常人静息态功能磁共振影像数据,通过比较前后的差异,明确盐酸哌甲酯对默认网络的主要作用位置,并根据动态因果模型参数与t检验结果讨论其对效应连接强度与兴奋/抑制属性的调节,从而探究盐酸哌甲酯调节默认网络并影响行为表现的具体机制。其次搭建实时功能磁共振平台实现实时重建传输、数据处理、统计分析、实时反馈等功能并验证其在数据质量监控与脑机接口领域应用的有效性,再设计四种负面情绪训练任务以交叉验证选择最优支持向量机分类器,并在此基础上得到三次情绪调节练习的实时分类结果。结合统计分类准确率与离线激活图,分析受试者在实时反馈作用的反复练习后调控大脑情绪网络能力的改变,探索神经反馈在创伤后应激障碍症、抑郁症等疾病治疗领域潜在的临床应用价值。
【关键词】：功能磁共振 脑网络 实时神经反馈 盐酸哌甲酯 动态因果模型 支持向量机
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R96
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-15
• 1.1 本文研究背景及意义9-11
• 1.2 国内外研究现状11-13
• 1.2.1 药物调控脑网络的研究现状11-12
• 1.2.2 实时神经反馈调控脑网络的研究现状12-13
• 1.3 本文主要研究工作13-15
• 2 基本原理15-34
• 2.1 功能磁共振成像15-17
• 2.2 脑网络调控技术-实时功能磁共振17-24
• 2.2.1 数据采集方法17
• 2.2.2 数据实时处理17-23
• 2.2.3 硬件平台与数据实时传输23-24
• 2.2.4 实时功能磁共振的其他应用24
• 2.3 脑网络分析技术-动态因果模型24-34
• 2.3.1 动态因果模型的基本原理25-30
• 2.3.2 动态因果模型的分类30-32
• 2.3.3 动态因果模型的应用32-34
• 3 基于动态因果模型对盐酸哌甲酯调制默认网络的研究34-46
• 3.1 材料与方法35-38
• 3.1.1 研究对象35-36
• 3.1.2 数据采集36
• 3.1.3 数据处理与分析36-38
• 3.2 结果与讨论38-43
• 3.2.1 静息时大脑的低频波动38-40
• 3.2.2 模型拟合40
• 3.2.3 贝叶斯模型选择40-41
• 3.2.4 连接强度与MPH调节强度41-43
• 3.3 讨论与小结43-46
• 4 基于实时神经反馈对大脑情绪网络的调控研究46-66
• 4.1 实时功能磁共振平台搭建46-49
• 4.2 平台有效性测试49-55
• 4.2.1 数据监测有效性测试50-51
• 4.2.2 脑机接口应用有效性测试51-55
• 4.3 情绪网络调控研究55-65
• 4.3.1 研究对象55
• 4.3.2 数据采集55
• 4.3.3 任务设计55-59
• 4.3.4 数据处理与分析59-60
• 4.3.5 结果与讨论60-65
• 4.4 讨论与小结65-66
• 5 总结与展望66-69
• 5.1 本论文工作总结66-67
• 5.2 后续工作及展望67-69
• 参考文献69-79

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本文编号：281809