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颞叶癫痫动物大尺度电生理脑网络研究

作　者: 董凯
导　师: 夏阳
学　校: 电子科技大学
专　业: 生物物理学
关键词: 颞叶癫痫匹鲁卡品模型动力学变化脑网络加权网络
分类号: R742.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

颞叶癫痫，作为临床常见的脑疾病，严重影响者患者的社会和家庭生活。近年来，脑网络研究已成为神经成像领域的热点。新的研究提示，癫痫可能涉及多个脑区的异常活动，引入脑网络的对于理解癫痫的神经机制具有重要意义。本文基于颞叶癫痫大鼠模型的多道颅内脑电信号，分析了不同节律下的脑拓扑结构及脑区间连接性随癫痫发作进程的变化。本文具有以下几个主要特色：1.构建了颅内电极的大尺度脑网络，避免了常规脑电由容积传导效应导致的信号源不能准确定位的问题。2.采用全脑加权网络分析，充分的利用了边的权重富含的信息，有效避免了人为选择阈值对网络分析造成的影响。3.不同脑电频段下脑网络网络拓扑结构到脑区连接性的完整研究，使我们对癫痫发作机制的认识更加全面和深入。基于上述工作，我们发现癫痫发作进程中大鼠脑网络存在以下变化：1.宽带脑电信号（1-70Hz）研究发现，注射pilocarpine后全脑同步性增加，发作前同步性降低，发作时达到更高的同步化水平。进一步分析发现，theta频段和alpha频段随癫痫进程的变化与宽带信号一致，而beta频段的变化则截然相反。2.网络参数的分析结果表明，注射pilocarpine后theta频段的脑网络向规则网络偏移，发作前偏向随机网络，发作时又偏向规则网络。alpha频段的脑网络变化与之相似，而beta频段的脑网络变化与之相反。3.癫痫相关的核心脑区间的连接性分析发现，海马和丘脑之间的作用关系与其它脑区间的连接性截然不同，前扣带和海马、前扣带和丘脑连接性随癫痫进程的变化与全脑同步性的变化基本一致。上述结果表明，不同节律的脑电信号在癫痫发生发展中起着不同的作用，theta频段和alpha频段的脑网络改变对于癫痫的发生有重要作用，beta频段表现出的相反的变化趋势可能对于疾病脑的基本信息通讯有重要意义。海马、丘脑、前扣带之间的相互连接对于癫痫信号的传播具有重要意义。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章绪论  9-20
  1.1 颞叶癫痫概述  9-13
    1.1.1 癫痫放电的机制  10-11
    1.1.2 癫痫动物模型  11-13
  1.2 脑网络方法概述  13-19
    1.2.1 大脑网络化工作机制  13-14
    1.2.2 网络属性分析  14-16
    1.2.3 癫痫脑网络研究  16-18
    1.2.4 亟待解决的问题  18-19
  1.3 本文工作介绍  19-20
    1.3.1 本文研究思路  19
    1.3.2 论文结构  19-20
第二章癫痫动物多道信号采集与分析  20-28
  2.1 多道信号采集  20-21
    2.1.1 实验动物  20
    2.1.2 电极埋布  20-21
  2.2 癫痫造模  21-23
    2.2.1 匹鲁卡品模型  21-22
    2.2.2 造模流程  22-23
  2.3 数据采集和分析  23-28
    2.3.1 信号采集  23
    2.3.2 数据选取  23-25
    2.3.3 预处理  25-28
第三章脑网络在癫痫进程中的动态变化  28-46
  3.1 网络拓扑结构变化  28-41
    3.1.1 网络分析流程  29-30
    3.1.2 脑网络的构建  30-32
    3.1.3 网络参数计算  32-34
    3.1.4 结果分析与讨论  34-41
  3.2 脑区间作用关系变化  41-46
    3.2.1 脑区连接性测度  41-42
    3.2.2 癫痫的相位同步机制  42
    3.2.3 海马-丘脑-前扣带连接变化  42-43
    3.2.4 结果与讨论  43-46
第四章总结与展望  46-48
  4.1 总结  46-47
  4.2 展望  47-48
致谢  48-49
参考文献  49-55
攻硕期间取得的研究成果  55-56

颞叶癫痫动物大尺度电生理脑网络研究

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