静息状态下脑网络建模及功能连接特性VIP免费

第36电第5期2Ol0锋：1(j月州理上大学学报ofLanzhouUniversityofTechnologyVol'36NO．5Oct．2010文章编号：1673—5196(2010)05—0088—05静息状态下脑网络建模及功能连接特性陈旭辉，焦静静，柯铭．武弋?(1．兰卅【jlIf—L大学引算机‘通信学院，廿翊兰州730050；2。兰州军区总医院冲终外科．甜!州73005())摘要：实验采集静息状态下功能磁共振战像数据，经预处理后结合种子相关分析方法、t-检验法及复杂网络理论和方法构建正常人脑功能网络．针对脑网络构建中种子相关分析法存在阈值设定随意性大的问题，引入两个原则，印设定的闺值需保证网络的整体性和小世界特性，使建立的脑网络模型充分具有实际系统的特征．在建模基础上进一步研究脑网络功能连接特性，发现网络具有明显的小世界特性；并通过计算网络中心化指标推测出后扣带回、栈前叶、楔叶以及顶上小叶等是静息状态下脑功能网络的关键脑区．关键词：静息状态；功能磁共振成像；复杂网络；功能连接中图分类号：TP391文献标识码：AResting-statemodellingofbrainnetworkanditsfunctionalconnectioncharacterjsticsCHENXu—hui，JIAOJing-jing，KEMing，WUYi。(1·CollegeofComputerandCon1munication，LanzhouUniv．ofFech．，Lanzhou730050，China；2．GeneralNeurosurgeryDepartmentHospitalof1．anzhouMilitaryCommand，Lanzhou730050，China)Abstract：Functionalmagneticresonanceimagingdatawasgatheredexperimentallyinresting-state，andpreprocessed，then．Fhemethodsofseedcorrelationanalysisandt-testwereusedtoconstructthebrainfunctionalnetworkofnormalhumanbeingonthebasisofcomplexnetworktheoryandmethod．However，intheseedcorrelationanalysistherewasadefectindeterminingthevalueofthreshold，atwillsOtwobas—icpl‘incipleswereintroduced，namely，theintegrityofnetworksandthesmall—worldpropertiesshouldbeguaranteedtomakethebrainnetworkrepresentfullythecharacteristicsoftheactualbrainsystem．Fur—thermore，theconnectioncharacteristicsofbrainfunctionalnetworkwasstudiedonthebasisofitsmodel—Iing，anditwasfoundthattheresting—statebrainfunctionalnetworkexhibitedremarkablecharacterofsmall—worldanditwaspredictedbymeansofevaluationofcentralityindicesthattheposteriorcingulum，precuneusandsuperiorparietallobulewerethekeyareasoftheresting—statebrainfunctionalnetwork．Keywords；restingstate；functionalmagneticresonanceimaging；complexnetwork；functionalconnec～tion静息状态功能磁共振(functionalmagneticres—onanceimaging，fMRI)技术无需被试完成特定的认知任务，实验操作简单，特别适用于临床研究．一直以来，大多数功能磁共振研究均是基于某种特定任务展开的，此时静息状态往往被作为基线状态忽略或减去．随着研究的深人，Biswal等[研究发现静收稿日期：基金项目：作者简介：2Ol0—05一O7国家自然科学基金(61065007)，甘肃省自然科学基金(091IZTB098)陈旭辉(1972)，男，陕两县人，博士，副教授．息状态下大脑的一些脑区之问存在一种具有同步低频波动(1owfrequencyfluctuations，LFFs，厂<0．1Hz)特性的BOI(bloodoxygenationlevelde—pendent)信号，这种波动被认为与同步的神经活动有关．Raichle等【2]发现并证实，在静息状态下人脑存在一个默认网络(defaultmodenetwork，DMN)．在无外界条件刺激时DMN中脑区之问呈现很强的同步低频波动，也可以说在基线状态下DMN的脑区十分活跃，而在某种认知任务状态下这些脑区的活动明显减弱．以上研究表明，在无任务的静息状态第5期陈旭辉等：静息状态下脑网络建模及功能连接特性·89·下大脑内某些脑区较为活跃，且它们的活动是有组织的，共同维持着大脑的活动机制．大脑是目前所知的最为复杂、最为完善的信息处系统．迄今为止，虽然证实了静息状态下大脯确实』。荇某种功能活动，但对它的生理机制尚不是十分消楚．复杂网络朝是一种基于拓扑结构的研究复杂j系统的方法，它的发展为生物网络研究提供了1台。木...