全睡眠剥夺大鼠的电生理默认模式网络研究

《全睡眠剥夺大鼠的电生理默认模式网络研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、电子科技大学UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA硕士学位论文MASTERTHESIS论文题目全睡眠剥夺大鼠的电生理默认模式网络研究学科专业生物医学工程学号201521090523作者姓名张天骄指导教师郭大庆副教授分类号密级注1UDC学位论文全睡眠剥夺大鼠的电生理默认模式网络研究(题名和副题名)张天骄(作者姓名)指导教师郭大庆副教授电子科技大学成都(姓名、职称、单位名称)申请学位级别硕士学科专业生物医学工程提交论文日期2018.4.10论文答辩日期2018

2、.5.28学位授予单位和日期电子科技大学2018年6月答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。ResearchOnTheTotalSleepDeprivationOfRatsBasedOnDefaultModeNetworkAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaDiscipline:BiomedicalEngineeringAuthor:TianjiaoZhangSupervisor:A

3、ssociateProfessorDaqingGuoSchool:SchoolofLifeScienceandTechnology摘要摘要睡眠是维系生命的重要环节，对于睡眠的研究通常可以借助于睡眠剥夺来进行实现。已有磁共振研究表明，默认模式网络（Defaultmodenetwork,DMN）的改变可以反映长时程睡眠剥夺后认知行为的缺失，但至今全睡眠剥夺（Totalsleepdeprivation,TSD）对电生理DMN的影响尚不清楚。在本学位论文中，我们利用大鼠的4小时全睡眠剥夺脑电信号，通过对睡眠时相的统计、单一

4、脑区功率谱密度和非线性复杂度分析以及脑网络分析方法，探究全睡眠剥夺后大鼠电生理DMN的关键改变，得到的主要研究结果总结如下：（1）睡眠剥夺使睡眠时相发生显著性变化。TSD后快速眼动睡眠（Rapideyemovemensleep,REM）时相与慢波睡眠（Slow-wavesleep,SWS）时相均出现回弹现象，表现为觉醒总时间的显著性减少和REM、SWS总时间显著性增大，两种睡眠时相出现的频率显著性增加，而每种睡眠时相的平均持续时间无显著性变化。（2）睡眠剥夺后SWS时相功率谱出现显著性改变，具体表现为Delta频段

5、能量的增强，重心频率向低频移动，而剥夺后REM时相功率谱变化较小；复杂度结果显示，REM时相的前额叶等脑区复杂度显著性降低，而SWS时相则表现为全脑区的复杂度显著性降低。（3）功能网络研究的结果发现，剥夺对于REM时相的影响集中在Theta和Alpha频段，前额叶皮质与后部脑区的连接出现先减弱后恢复的趋势；剥夺对SWS时相的主要影响集中在Delta和Theta频段，前额叶皮质与后部脑区的连接出现先增强后恢复的趋势。动态网络分析的结果显示，在1-8Hz下不同睡眠时相的DMN网络存在着固有的空间模式，包括两个时相都存在

6、的“共空间”模式和每种时相特有的“状态依赖”模式。REM时相在剥夺后主要表现与前额叶、顶叶和海马相关的模式的变化；SWS时相剥夺后主要表现为额叶和顶叶相关的模式变化。本研究的结果表明，TSD后大鼠脑网络的变化主要集中低频段，剥夺后不同睡眠时相下DMN固有的空间模式发生变化，主要表现为与前额叶皮质相关的空间模式的变化。本文基于电生理层面上阐释了TSD对REM和SWS时相下DMN网络的影响，发现了存在与睡眠时相中的空间模式变化，为睡眠剥夺的脑网络研究提供了新的思路和方向。关键词：默认模式网络，全睡眠剥夺，睡眠时相，复杂

7、度分析，脑网络分析IABSTRACTABSTRACTSleepisimportantinourdailylifeandtheresearchofsleepdeprivationcanprovideinsightsintothemechanisticunderstandingofsleep.Recentexperimentalstudiesbasedonfunctionalmagneticresonanceimaging(fMRI)haveshownthatthechangesofdefaultmodenetwork

8、(DMN)canreflectthelackofcognitivebehaviorafteralong-termsleepdeprivation,buttheimpactoftotalsleepdeprivation(TSD)onelectrophysiologyDMNremainsunclear.Inthisthesis,werecordedthesync