人脑视觉皮层功能的功能磁共振成像研究

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1、南京航空航天大学硕士学位论文摘要视觉研究是认识人脑信息处理、学习记忆和抽象思维等高级脑功能的重要途径。功能磁共振成像(fMRI)作为一种探测脑内功能活动的新手段，具有无创伤性、无放射性、较高时间和空间分辨率等诸多优势。本文利用fMRI技术对人脑视觉皮层功能进行研究，实现了视网膜脑图的绘制，并从脑功能水平研究了视觉对比敏感度和视觉运动觉。主要研究工作和创新之处如下：1.采用离心/极角刺激的实验方案和基于三维体数据的VFS分区法实现了对人脑视觉皮层各功能视区的描绘。实验在国内首次成功得到各受试者视觉皮层的个体化分区图，

2、描绘出V1-V8等精细视区，各视区以一定的拓扑结构分布于枕叶皮层。2.创新性地将fMRI视网膜脑图技术用于研究弱视对比敏感度皮层功能缺失的发生机制，比较健眼和弱视眼在视觉皮层V1-V8区的反应并对初、高级视皮层间的功能缺失进行回归分析。结果发现弱视患者初、高级视觉皮层均存在功能缺失，但两者之间无明显相关性。本实验方法能够精确到视皮层各功能分区的层面，使得对弱视病理机制的研究更加深入。3.引入组块/稳态设计的实验方案，并将空间独立成份分析和时间相关方法相结合来研究不同活动状态下人脑视觉运动功能连通网络的变化特性。实验

3、结果表明，静息时V5区的功能连通网络更广泛，且与已知的解剖连通一致；当被试接受连续视觉运动刺激时，与V5区连通的脑区网络局限在视觉皮层，此时的网络特定于处理视觉运动这一任务。本实验方法简单有效，有利于深入理解人脑在系统水平上的动态运作方式。关键词：功能磁共振，视网膜脑图，对比敏感度，功能连通，视觉运动i人脑视觉皮层功能的功能磁共振成像研究ABSTRACTVisualresearchisanimportantapproachtounderstandadvancedfunctionsofhumanbrain,sucha

4、sinformationprocessing,learningandmemory,abstractthinkingandsoon.Asanewtechnologytoexplorethefunctionalactivitiesofbrain,functionalmagneticresonanceimaging(fMRI)hastheadvantagesofnon-invasion,non-radializationandhightemporalandspatialresolution.BasedonfMRI,fun

5、ctionofhumanvisualcortexisstudiedinthisdissertation,retinotopicmappingtechniqueisrealizedandstudiesofcontrastsensitivityandvisualmotionperceptionareconductedatthelevelofhumanbrainfunction.Thedetailsareshownasfollows:1.Undertheexperimentalparadigmofeccentricity

6、/polaranglestimuli,visualareasofhumancortexwereoutlinedusingVFSmethodbasedon3Dvolumedataset.Inallsubjects,V1-V8areasweredelineatedclearly.Thevisualareasweredistributedontheoccipitalcortexastopologicalframe.2.BasedonfMRIretinotopicmappingtechnique,visualcortica

7、ldeficitofcontrastsensitivityinhumanamlyopiawasstudiedcreatively.ResponseswerecomparedbetweenthefellowfixingandamblyopiceyeinV1-V8visualareas,thedeficitsinprimaryandsecondaryvisualcortexwereanalyzedregressively.Theresultshowedthat:Therewerefunctionaldeficitsin

8、bothprimaryandsecondaryvisualcortexandnolinearcorrelationsbetweentheactivationlossofstriateandextra-striatecortexinamblyopes.Themethodcanobservethecorticaldeficitwithineachretinoto