基于小波相干的脑网络构建与分析方法

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1、硕士学位论文基于小波相干的脑网络构建与分析方法CONSTRUCTIONANDANALYSISMETHODOFBRAINNETWORKBASEDONWAVELETCOHERENCE刘哲哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：TP39学校代码：10213国际图书分类号：681.3密级：公开工学硕士学位论文基于小波相干的脑网络构建与分析方法硕士研究生：刘哲导师：黄虎杰教授李海峰教授申请学位：工学硕士学科：软件工程所在单位：计算机科学与技术学院答辩日期：2015年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TP

2、39U.D.C:681.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringCONSTRUCTIONANDANALYSISMETHODOFBRAINNETWORKBASEDONWAVELETCOHERENCECandidate：LiuZheSupervisor：Prof.HuangHujie&Prof.LiHaifengAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：SoftwareEngineeringAffiliation：S

3、choolofComputerScienceandTechnologyDateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology摘要摘要相干分析能够找出研究现象之间的同步关系，小波相干脑网络是以EEG基础进行构建的，它可以从全脑的角度分析大脑功能组织原理和动态演化规律，从而加深对人脑认知的理解。本文对事件相关电位的神经电生理基础、基本特点和基本方法进行了详细的研究，为了验证本文提出的基于小波相干的脑网络构建与分析方法的有效性，

4、使用听觉事件相关电位的方法设计了听觉认知实验，采用oddball实验模式设计了三种不同的刺激，并针对实验对EEG数据进行了采集和预处理。除此之外，针对傅里叶变换在非稳定信号相干分析中精确度不足的问题，本文提出了一种小波相干的方法，可以同时在时域和频域展现信号的特征，并利用听觉认知实验的数据进行了小波相干的计算和分析，得到了人脑的不同脑区在不同听觉刺激下的同步性状况。为了从更全面的角度研究人脑听觉认知，本文使用基于小波相干的复杂网络方法，将小波相干值作为复杂网络连接边的权值，构建了不同阈值下的小波相干加权网络，并采用更具认知学意

5、义的加权聚类系数和加权特征路径长度对小波相干加权网络进行了分析，证明了本文方法得到的复杂网络有着明显的小世界特性，并得到了人脑在不同刺激下的差异，并建立了阈值T的自动确定方法和活跃脑区的自动挖掘方法，通过同其他脑网络分析指标的对比表明基于小波相干的复杂网络方法在声音差异神经处理机制方面是有效的。最后，针对复杂网络方法的阈值选取问题，本文研究了一种基于小波相干的最小生成树方法，结合短时窗的方法分析了最小生成树的属性，实现了脑区之间数据关系的可视化，得到了脑区之间连接的动态演化过程的认知学结论。关键词:EEG；听觉认知；小波相干；

6、脑复杂网络；脑最小生成树IAbstractAbstractCoherenceanalysiscanidentifythesynchronizationrelationshipbetweenresearchphenomenon.TheauditorycognitivebrainnetworkbasedonwaveletcoherenceissetupbyEEG.Itisabletoanalysistheorganizationprincipleofbrainfunctionandthelawofdynamicevolutioni

7、ntheperspectiveofthewholebrain,anddeepentheunderstandingofhumanbraincognitive.Thispapermakesadepthresearchonthebasisnerveelectrophysiology,basiccharacteristicsandbasicapproachofevent-relatedpotentials.Anauditoryperceptionexperimentwasdesignedinordertoverifytheconstr

8、uctionandanalysisofbrainnetworkbasedonwaveletcoherence.Wedesignedforthreedifferentstimuliwhichwereusingoddballmodel.Thenwedidtheacquisitio