基于偶极子特征优化的情绪重评同步EEG-fMRI源定位研究

作     者：张蔚 姜忠义 李文杰 邹凌 Zhang Wei;Jiang Zhongyi;Li Wenjie;Zou Ling

作者机构：常州大学微电子与控制工程学院江苏常州213164 常州市生物医学信息技术重点实验室江苏常州213164 常州大学阿里云大数据学院江苏常州213164 

出 版 物：《中国生物医学工程学报》 (Chinese Journal of Biomedical Engineering)

年 卷 期：2021年第40卷第3期

页      面：280-290页

核心收录：

学科分类：0831[工学-生物医学工程（可授工学、理学、医学学位）] 08[工学] 

基　　金：江苏省科技厅社会发展项目(BE2018638) 常州市社会发展项目(CE20195025)。 

主　　题：同步EEG-fMRI 情绪重评 源定位 偶极子特征优化 样本熵 

摘      要：为研究情绪重评时的大脑皮层源活动,针对情绪重评实验范式下采集的15例健康人同步EEG-fMRI数据,首先提出一种新颖的基于偶极子特征优化的融合源定位方法:根据fMRI加权最小范数估计源定位结果,采用20 ms EEG滑动时间窗,提取每个时窗内的偶极子空间融合特征,将其作为动态融合先验进行加权最小范数估计溯源;随后将该结果与fMRI加权最小范数估计源定位结果进行情绪重评机制上的对比;最后采用样本熵进行脑电源复杂度分析。实验结果表明,该方法可以在高时间和空间分辨率下,有效地追踪情绪重评任务下大脑皮层上的脑电源动态并识别出相关脑区。情绪重评过程中,随着后枕顶叶晚期正电位的出现,显著活跃脑区从左顶叶下部、右侧额中回下部、左侧脑岛转移到右侧颞上回和左外侧枕叶,最后在晚期正电位慢波阶段激活了右侧梭状回、右侧额中回下部和右侧扣带回峡部(P0.05)。通过脑电源样本熵的计算,提取出被试在接受不同情绪刺激后1500 ms内的显著脑区(P0.05):情绪响应的活跃脑区为左外侧枕叶(负性:0.688±0.124,中性:0.590±0.126);情绪重评的活跃脑区为右侧额中回下部(负性重评:0.814±0.114,负性:0.736±0.123);情绪重评的抑制脑区为右侧颞上回(负性:0.642±0.152,负性重评:0.546±0.090)。这些结果为情绪重评相关的皮层脑电源定位研究提供了脑区参考。