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波谱学杂志 2022年第3期39卷 258-266页

作者：邱先鑫韩旭汪耀丁伟娜孙雅文周滟雷皓林富春波谱与原子分子物理国家重点实验室武汉磁共振中心(中国科学院精密测量科学与技术创新研究院)湖北武汉430071 中国科学院大学北京100049 上海交通大学医学院附属仁济医院放射科上海200127

网络游戏障碍(internet gaming disorder,IGD)极大的影响了青少年的学习与生活.IGD于2013年被纳入《精神障碍诊断与统计手册》第5版(DSM-5),但其神经机制还不清楚.本研究通过静息态功能磁共振成像研究30例IGD被试以及年龄、性别与之匹配... 详细信息

网络游戏障碍(internet gaming disorder,IGD)极大的影响了青少年的学习与生活.IGD于2013年被纳入《精神障碍诊断与统计手册》第5版(DSM-5),但其神经机制还不清楚.本研究通过静息态功能磁共振成像研究30例IGD被试以及年龄、性别与之匹配的30例健康对照,分析他们大脑功能网络的rich club结构的差异.结果表明,IGD组和对照组均存在rich club结构,rich club脑区主要包含默认模式、执行控制、突显、感觉运动、听觉与视觉网络中的脑区;同时IGD组的rich club连接增加;此外,IGD组的右侧眶部额下回的度显著高于健康对照组.这些发现表明了IGD人群大脑功能网络的rich club结构发生了改变.

关键词：功能磁共振成像脑功能网络 rich club 网络游戏障碍

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青少年肌阵挛癫痫患者大脑功能网络rich club研究

青少年肌阵挛癫痫患者大脑功能网络Rich Club研究

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作者：李慧敏兰州理工大学

学位级别：硕士

青少年肌阵挛癫痫(juvenile myoclonic epileps,JME)是一种集中发病于青少年时期的特发性全面性癫痫。其临床表现主要为:肌阵挛癫痫发作,全面失神发作以及全面性强直阵癫痫,认知障碍和运动障碍。目前对JME的研究均从脑网络全局拓扑结构... 详细信息

青少年肌阵挛癫痫(juvenile myoclonic epileps,JME)是一种集中发病于青少年时期的特发性全面性癫痫。其临床表现主要为:肌阵挛癫痫发作,全面失神发作以及全面性强直阵癫痫,认知障碍和运动障碍。目前对JME的研究均从脑网络全局拓扑结构特征的角度来分析JME的发病机制,而具有相似的全局拓扑结构特性的网络却可能体现不出不同的脑网络局部拓扑结构特征。因此,本研究利用复杂网络模块化的rich club方法和CLM(crucitti-latora-marchiori,CLM)相继故障模型,从局部拓扑结构出发研究JME。rich club描述大脑组织连接在脑网络信息传输中发挥的作用。本研究对JME患者组和健康对照组脑网络经过皮尔森相关性计算得到的脑功能连接按照rich club原理分别进行rich club分析,得到rich club分析的三种连接—rich连接,feeder连接和local连接,并对两组的三种连接结果分别进行双样本T检验。结果发现与健康对照组相比,JME患者组rich连接显著性降低(prich club的三种连接分别进行双样本T检验和方差分析。健康对照组的组内对比实验结果:在CLM相继故障攻击中枢脑区前后脑网络中的rich连接出现显著性差异(prich连接,feeder连接和local连接均无统计差异性。健康对照组和JME患者组组间对比实验结果:经过CLM相继故障攻击中枢脑区前二者脑网络中的rich连接有显著性差异,而feeder连接和local连接无显著性统计差异。攻击后两者的脑网络中的rich连接,feeder连接和local连接无显著性统计差异;因此我们推测健康对照组左侧中扣带回受损与JME有着紧密的联系,说明研究左侧中扣带回脑区对了解JME患者肌阵挛癫痫发作的病理生理基础有很重要的作用。

关键词： rich club CLM相继故障特征向量中心性功能磁共振成像青少年肌阵挛癫痫

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高水平篮球运动员的高效大脑网络拓扑特性：一项图论研究

高水平篮球运动员的高效大脑网络拓扑特性：一项图论研究

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作者：朱桦上海体育学院

学位级别：硕士

大脑是一个复杂的网络系统。优化的拓扑特性使得大脑网络能够更有效率地进行信息传输和整合。但是网络拓扑要进行什么样的优化才能保证大脑有更高的传输效率还不得而知。高水平运动员,尤其是团体对抗类项目的高水平运动员在比赛中进行... 详细信息

大脑是一个复杂的网络系统。优化的拓扑特性使得大脑网络能够更有效率地进行信息传输和整合。但是网络拓扑要进行什么样的优化才能保证大脑有更高的传输效率还不得而知。高水平运动员,尤其是团体对抗类项目的高水平运动员在比赛中进行运动表现时,需要他们在极短的时间内搜集外部环境和内在身体状态信息,并与过去的记忆模式相匹配,从而进行有效地决策和动作执行。因此高水平运动员的大脑网络是一个高效率的传输网络。对他们的大脑网络研究有助于我们探索网络的优化拓扑特点。本研究以篮球运动员为例,利用弥散张量成像技术,对篮球运动员和普通大学进行扫描,采集两组人的大脑白质数据。并采用图论的方法,构建两组人的大脑白质结构网络,分别进行整体网络属性和局部网络属性上的比较,来探讨优化的大脑网络拓扑整体和局部的特性。结果发现:(1)整体属性上,高水平篮球运动员在最短平均传输路径长度和全局传输效率上与普通人存在显著差异,而集聚系数上没有显著差异。高水平运动员具有更短的平均传输路径长度以及更高的全局传输效率。(2)局部属性的节点属性上,高水平篮球运动员拥有数量更多且分布更加广阔的核心节点,且运动员独有的核心节点多分布于眶额皮层、基底神经节、边缘系统以及枕叶区域。(3)局部属性的边属性上,高水平运动员在三种类型的边上均存在连接强度大于普通人的连接,且在连接强度大于普通人的连接中,feeder连接(负责外周与中枢网络的连接)的数量和对全局效率的影响上都占有主要地位。结果表明:高水平篮球运动员的大脑网络具有更加高效的传输效率,这主要得益于更加广泛多样的核心节点,以及最重要的,外周与中枢的连接更加便捷。而且在高水平运动员大脑网络中,连接强度增加的连接主要为眶部额回——基底神经节和与枕叶有关的模块间的连接,这表明高水平运动员在视觉信息与运动信息的传输和交互存在结构上的优势。

关键词： DTI 大脑网络 feeder连接 rich club 优化拓扑特性

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抑郁症患者治疗下脑网络属性状态改变的研究

抑郁症患者治疗下脑网络属性状态改变的研究

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作者：朱婧宇东南大学

学位级别：硕士

抑郁症是一种较为常见的情绪障碍,但目前具体的病理机制尚未完全清楚。在既往的神经影像学研究中,抑郁症患者被证明在脑功能和结构方面存在着诸多异常。一些结合DTI技术和图论方法的研究发现,抑郁症患者的脑区间存在大量的失连接,并且... 详细信息

抑郁症是一种较为常见的情绪障碍,但目前具体的病理机制尚未完全清楚。在既往的神经影像学研究中,抑郁症患者被证明在脑功能和结构方面存在着诸多异常。一些结合DTI技术和图论方法的研究发现,抑郁症患者的脑区间存在大量的失连接,并且网络的全局整合性也有所降低。在抗抑郁药物治疗的观测性研究中,大多探测到在大脑活动、局部体积、FA值等的组间差异,却鲜有研究来探讨抗抑郁药物对脑网络中信息通讯分化和整合功能的影响。鉴于此,本文的工作主要围绕脑网络信息通讯分化和整合功能的角度进行,通过不同的分析方法,来研究抑郁症患者在治疗下其脑结构网络的拓扑属性变化,以及这些变化与临床现象间的关系。内容概括如下：1.采用模块化的方法,分别探究抑郁症患者组、治疗后抑郁症患者组、健康对照组的模块结构,发现治疗前后的抑郁症患者的模块结构发生了重构;其次,通过模块化指标临床相关分析,发现注意网络,默认网络,视觉注意网络中的特定脑区模块化指标与临床量表存在显著性相关。2.从脑网络结构的经济性角度,探究核心rich club组织在抑郁症患者治疗前后的结构变化,发现rich club脑区与普通脑区之间的feeder连接受损,且与病程存在显著负相关。在结合k-core分解的分析中,发现抑郁症患者rich club网络中的壳核、楔前叶、海马、丘脑与普通节点之间的信息调控和传递能力下降;而治疗后多项指标恢复正常,但部分脑区的损伤仍未完全恢复。3.在上一章的基础上,以rich club结构对网络进行分层,提取分层后连接的拓扑属性指标作为特征,采用支持向量机分类器对治疗前后的抑郁症患者组和健康对照组之间识别。结果表明,有rich club结构信息的特征集具有较高的分类性能,可见基于rich club的分层网络在抑郁症的诊断识别中有着潜在价值和重要意义。

关键词：抑郁症抗抑郁治疗脑结构网络模块化 rich club

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