復雜腦功能網(wǎng)絡研究.pdf

1、腦科學是當前生命科學研究的熱點。大腦是一個復雜的巨系統(tǒng)，把復雜性科學的研究成果應用到神經(jīng)科學領域，用系統(tǒng)的觀點來分析大腦的信息處理方式，對我們認識大腦、理解大腦的行為有著非常重要的意義。本文把復雜網(wǎng)絡理論應用到腦科學領域，構建了一個基于功能磁共振成像數(shù)據(jù)的腦功能網(wǎng)絡，并對其進行了的探討。 下面將本文的所做的工作以及主要結論介紹如下： 1.對腦科學、復雜網(wǎng)絡理論以及兩者相互結合的最新研究成果進行了較為全面的綜述；介紹了在構

2、建腦功能網(wǎng)絡時需要用到的直線相關理論和大腦連通性理論； 2.分析了視覺顏色辨別的功能磁共振成像實驗，利用大腦在完成任務時顯著激活的體素點構建腦功能網(wǎng)絡，分別對單人網(wǎng)絡和九人群體結果的網(wǎng)絡進行了分析； 3.基于腦功能網(wǎng)絡的拓撲學特性，提出了度值圖的概念。度值圖是一種能夠反映神經(jīng)團簇間的功能相互作用的圖，它能夠清晰的呈現(xiàn)在某一特定任務下，任何選定感興趣區(qū)中的樞紐節(jié)點和功能簇的分布模式。度值是一個體素點與其它體素點之間相互聯(lián)系

3、是否廣泛的量度，因此度值圖所呈現(xiàn)的度值大的區(qū)域也許對于實現(xiàn)大腦功能具有更重要的意義。我們的結果顯示，T值與度值之間存在著微弱的正相關，且T值最大點與度值最大點的解剖學定位是分離的。這表明這兩個值可以從不同角度、不同層面刻畫大腦激活區(qū)域體素點的性質(zhì)。這是一種從系統(tǒng)角度對大腦成像數(shù)據(jù)進行多層面分析的方法； 4.最后討論了腦功能網(wǎng)絡的穩(wěn)定性問題，對我們建立的這個視覺任務腦功能網(wǎng)絡的抗毀能力進行了數(shù)值模擬。結果表明，該網(wǎng)絡具有較好的穩(wěn)定