皮层脑网络构建及应用研究

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1、Ｉ—＾—ｒｖｙＮＩＩ１师種幢４窃ｆ地１葦。ＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＯＦＣＨＩＮＡＩＣＳＣＳＩＥＮＣＥＡＮＵＮＩＴＹＯＦＥＬＥＣＴＲＯＮＩＶＥＲ硕±学位论文ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳ雜＾Ｉ用硏究论文题目皮层脑网络构建及应学科专业生物医学工程二ＬＪ指导教师徐鹏硏究员独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工。据我所知作及取得的研究成果，除了文中特别加标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写进的研究成果，也不包含为

2、获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名；曰；如也曰期碱夕年＾月４论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可将学位论文的全部或部分內容编入有关数据库进行检索Ａ采用影印、缩印或，可ｙ扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）：作

3、者签名：如拖导师签名Ｊ曰期：Ｊｏｉｉ年月＾相分类号密级注1UDC学位论文皮层脑网络构建及应用研究（题名和副题名）仇勘（作者姓名）指导教师徐鹏研究员电子科技大学成都（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2015.04论文答辩日期2015.05.27学位授予单位和日期电子科技大学2015年06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。STUDYONCORTICALEEGNETWORKSCONSTRUCTIONANDAPPLICATIONAMasterThesisSubmitted

4、toUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:BiomedicalEngineeringAuthor:KanQiuAdvisor:PengXuSchool:SchoolofLifeScienceandTechnology摘要摘要注意是影响人类各种认知过程的重要机制，其参与了认知活动中的工作记忆、自上而下的加工、竞争选择以及对新异刺激自下而上的加工等信息处理过程。而这些过程中对信息的加工处理通常是在几十毫秒级别完成，并且需要多个脑区的协同作用。脑电信号具有和大脑信息加工处

5、理所匹配的时间分辨率，因而基于脑电的网络分析对于揭示注意的神经机制具有重要的意义。然而脑电固有的容积效应导致的低空间分辨率，使得相应的网络分析不可靠。因此，本论文结合ERP源估计方法和动态因果模型（dynamiccausalmode,DCM)在大脑皮层构建因果网络，以对听觉注意的深层机制进行探索研究。本论文的工作主要如下：第一，ERP源估计。基于经典的go/nogo试验范式，选取听觉任务为主的实验下的EEG脑电信号，并对4种条件（Left-nogo,Left-go,Right-nogo和Right-go）下的EEG数据进行源估计。运用正

6、则化最小模（minimumnorm,MN）算法对EEG数据求逆，估计出4种条件下皮层源定位结果大体一致（8个皮层源）：枕叶（双侧）、颞叶（双侧）、背外侧前额叶（Dorsolateralprefrontalcortex,DLPFC）（双侧）、顶叶（双侧），证明了在注意认知活动中听觉刺激和视觉刺激会激活颞叶和枕叶，DLPFC的主要功能是工作记忆，而顶叶区是与感觉运动相关。第二，基于DCM的皮层脑网络的构建。以估计的8个激活源区为节点，用DCM模型构建4种条件下的皮层有向因果网络。具体为：在左手go/nogo条件下，双侧的枕叶和颞叶都与同侧的

7、DLPFC之间有相互的信息交流，双侧的颞叶和DLPFC的信息流向顶叶右侧源；在右手go/nogo条件下，双侧的枕叶和颞叶都与同侧的DLPFC之间有相互的信息交流，而双侧的颞叶和DLPFC的信息流向顶叶左侧源。特别地，left网络和right网络中信息流向对侧顶叶的现象表现为典型单侧化准备电位（Lateralizedreadinesspotential,LRP）的偏侧性。此外，分别做了在同侧和异侧条件的T检验分析：在同侧条件下（同left或right）—go>nogo；在异侧条件下（同go或nogo）—right>left。上述结果证明了

8、注意认知活动中的信息处理机制：颞叶和枕叶参与听觉信息和视觉信息编码和整合，并将信息传递到DLPFC进行加工和存储随后进行详细的分析以及决策，最后在流入顶叶区域进行任务信息的表达，即表现为LRP的偏侧性。关键