虚拟现实技术在认知康复中的应用

虚拟现实技术(vinual reality，VR)产生于上世纪60年代，其在医学上的应用包括虚拟内窥镜、计算机辅助手术治疗、手术的仿真与训练等领域，进入90年代，随着神经心理学等学科的研究深入以及电脑多媒体技术的发展，虚拟现实技术开始在神经科学、认知科学及心理治疗方面有了较多的研究与发展。本文主要讨论虚拟现实技术在认知障碍康复领域的应用。     

基于静息态脑电的心因性非癫痫性发作患者脑功能网络分析及分类识别研究

研究表明,神经精神疾病患者的临床表现与其大脑功能网络连接异常是相关的。心因性非癫痫(PNES)是一种心理疾病,不具有特征性的癫痫放电表现,是临床诊断上的一个难点。本文基于采集的脑电图(EEG)信号,利用网络分析方法,发现PNES患者前额与枕顶脑区之间的网络连接强度较正常组减弱。并且,将网络属性作为特征,利用线性判别分析(LDA)可对PNES患者和对照组获得85%的分类准确率,为临床诊断提供具有实际意义的价值信息。     

复杂网络主成分分析的分类方法在音乐家白质可塑性研究中的应用

人脑在多种时间和空间尺度上都是复杂网络,而复杂网络中往往包含着大量的连接信息。主成分分析(PCA)方法主要被用于从大量信息中提取重要特征,因而可以被用于探寻复杂网络中的一些重要信息。众所周知,音乐家是研究训练导致的脑可塑性问题的一个理想模型,探求音乐家脑网络的可塑性变化是非常有意义的。首先通过基于弥散加权成像(DWI)数据的纤维束追踪,构建了16位音乐家与16位非音乐家的脑白质结构网络;然后对两组人的整体脑网络进行了PCA分析,进而对得到的每个主成分做支持向量机(SVM)分类处理,得到分类效果最好的主成分;最终找出对此主成分贡献前1%的连接即为音乐家相对于非音乐家在大脑白质结构网络上发生改变的主要连接。本方法为组间复杂网络对比分析提供了一种基于PCA分类的新思路。基于上述思路,对于音乐家与非音乐家的脑白质结构网络对比分析,表明音乐家在运动、听觉、情绪和记忆等功能脑区表现出更高的脑区间信息传递效率;进而扩展了在网络层面对长期音乐训练改变音乐家白质可塑性问题的理解。     

运动想象的大尺度动态功能网络连接

运动想象是一个多维度的高级脑认知活动,被广泛应用于脑-机接口控制和临床康复。然而,运动想象应用背后的神经机制仍然不清楚。为进一步理解运动想象潜在的神经机制,从大尺度水平探索运动想象的动态脑网络连接,征集26名健康被试进行运动想象功能磁共振扫描实验。基于运动想象任务态磁共振数据,首先,利用独立成分分析,获取11个大尺度功能子网络,并提取子网络对应的时间序列;然后,利用滑窗分析法,构建动态网络连接矩阵,并对所有的连接矩阵进行k-means聚类分析,得到状态依赖的动态连接;最后,利用网络统计分析方法,评估左/右手运动想象动态网络连接差异。结果表明,机器学习方法能更有效地获取数据特征,得到基于数据驱动的最优窗长为31个时间点,并且对左/右手运动想象的分类准确率达75.6%;运动想象大尺度网络连接模式是一种状态依赖的动态变化过程,共聚类出4个动态重构连接模式;左/右手运动想象大尺度动态网络连接模式的特异性,主要体现在额顶网络(FPN)和背侧注意网络(DAN)与其他子网络之间的交互上。该研究的发现,为理解运动想象潜在的神经机制提供新的观点。     

精神分裂症患者及未患病一级亲属的脑功能网络度中心性研究

目的 探讨静息状态下精神分裂症患者及未患病一级亲属脑功能网络节点重要性的改变情况.方法 对2016年10月至2019年6月新疆医科大学第一附属医院收治的26例精神分裂症患者(精神分裂症组)及同期招募的21名未患病的一级亲属(亲属组)、22名健康对照者(对照组)进行静息态功能磁共振图像(rs-fMRI)采集,使用阳性和阴...     

癫痫大鼠脑电信号的除趋势涨落分析

除趋势涨落分析(Detrended fluctuation analysis,DFA)是一种较新的非稳态时间序列长时程暂态相关(Long-range temporal correlation,LRTC)结构特征分析方法,人们已将它初步应用于正常脑电信号和疾病脑电信号的相关性分析之中,取得了一些有意义的结论.我们用DFA方法分析了匹罗卡品痫样放电大鼠模型的不同脑区和不同脑功能状态下脑电演化行为的参数--标度指数,结果表明:癫痫大鼠从无痫样放电到连续痫样放电再到周期痫样放电的过程转变中,4个脑区(左皮层、右皮层,左海马、右海马)的标度因子分别从约0.97到0.82再到0.94变化,配对样本T检验表明,同一脑区不同脑功能状态间的标度因子有显著性差异(P＜0.05),提示这三种脑功能状态的局部神经网络动力学可能不同.对三种不同的脑功能状态,标度因子在不同脑区上没有显著性差异(P＞0.05).     

失神癫痫发作神经元群模型研究

利用神经元群模型模拟了失神发作的脑机制。用此模型能够很好解释哪些因素影响和控制失神发作。神经群模型是用MATLAB中的SIMULINK工具完成的。利用此计算机模型，可以仿真得到正常脑电alpha节律，脑电alpha节律与失神癫痫发作转换波形。并且在此基础上得到了失神癫痫发作阂值与模型中各个输入模块的关系。这些结果对研究失神癫痫的发作机理以及控制癫痫发作有重要临床意义。     

RNA干涉技术在功能基因组学和医学研究中的应用

RNA干涉 (RNAi)能特异性降解 m RNA,在转录后水平抑制基因活动 ,作为新的技术平台将对功能基因组学研究和疾病的防治产生重要影响。RNAi能特异地“剔出”靶基因的表达及功能 ,可广泛地运用于基因功能的分析。 RNAi是动植物在抗御病毒、转座子等外来基因侵袭或内源性基因变异的进化过程中发展起来的 ,利用这种内在的防御机制可望发展成为征服感染、肿瘤等疾病的有效的手段。     

深度运动认知的脑电研究——速度因素的影响

对深度运动过程的研究是视运动知觉研究中非常重要的课题。本研究采用一种接近人真实视觉经验的实验范式,通过改变逼近物体的速度参数,采集正常人在直接深度运动过程中的128道脑电数据。通过主成分分析,发现速度对N220、P140和P300成分有显著的影响,然后应用归一化最小模解研究有关主要成分的皮层电流源密度图,得到深度运动激活的主要脑区及其时空动力学响应。综合这些时-空信息,本研究提出:人类对持续的深度运动过程的感知很可能是在额区的持续调控下多脑区间相互协同作用的结果。     

利用相位同步聚类方法研究大脑功能连通性

功能连通性是指大脑不同区域的神经细胞群活动之间的瞬时相干性，最常用的方法是估计成对电极信号之间的相关或相干。本文基于相位同步聚类方法，利用头表脑电信号，估计全局功能连通性。应用到空间选择性注意实验的视觉诱发脑电数据中，结果表明，该方法能检测到三个连通源，并且在注意和非注意状态下，功能连通性具有明显的差异。