基于复杂网络特征的人脑功能连接预测

作     者：王付良 

作者单位：中国石油大学(华东) 

学位级别：硕士

导师姓名：王延江

授予年度：2016年

学科分类：0831[工学-生物医学工程（可授工学、理学、医学学位）] 07[理学] 08[工学] 070104[理学-应用数学] 0836[工学-生物工程] 0701[理学-数学] 

主      题：人脑连接 人脑结构网络 人脑功能网络 神经集群模型 复杂网络特征 

摘      要：人脑结构网络和功能网络的复杂关系一直是神经科学领域的一个焦点。大量的研究表明人脑结构连接和功能连接存在统计相关性,但人们仍很难完全理解人脑结构连接是如何影响并促进功能连接的形成的。为此,研究者们提出了多种计算模型用于研究结构网络和功能网络之间的关系。本文主要从网络通信的角度分析,找出影响功能连接的结构网络特征和因素,探索功能连接和结构连接的关系,主要工作如下:1.从网络分析角度研究了人脑结构网络的几个特征,并在两个通信特征——信息搜索性和路径传递性——的基础上,从结构连接中提取一种新的网络特征——路径可达性;2.基于路径可达性建立功能连接的线性预测模型,并与其他网络特征的线性模型和神经集群模型进行对比,本文在三个数据库上的实验结果表明,基于路径可达性的线性模型的预测效果要明显优于其他模型;3.在多个通信特征的基础上,提出一种多特征融合的非线性预测模型,并与单网络特征非线性模型和神经集群模型进行对比。结果表明,基于多特征的非线性预测模型要优于任何一种单网络特征非线性模型和神经集群模型。