默认模式网络（Default mode network,DMN）是人脑的核心网络结构之一,在维持大脑内环境稳定过程中扮演至关重要的角色。然而,当前对DMN功能的研究主要基于功能磁共振成像和头表脑电图等无创神经成像技术,难以获取高时-空分辨率的DMN神经活动,这限制了对DMN动态活动的研究。追踪DMN活动的动态变化规律是揭示DMN与认知功能间联系的关键,也是神经科学领域的研究热点。最新的影像研究结果显示,大鼠等啮齿类动物脑中也存在类似的DMN结构,这为DMN动态活动的研究提供了理想的动物模型。在本学位论文中,我们以高时-空分辨率的大鼠电生理DMN活动为主要研究对象,发展了共激活微模式（Coactive micropattern,CAMP）系列分析方法,对DMN活动的动态结构及其生理意义展开了研究。本学位论文主要包括以下四个方面的内容。首先,我们提出了可用于研究高时间分辨率神经信号动态变化的共激活微模式分析方法,并利用该方法系统地追踪了睡眠-觉醒周期中大鼠DMN活动模式的变化规律。我们发现,大鼠DMN活动中存在三种基础共激活微模式:全脑低活动水平微模式（The common low-activity level micropattern,cDMN）、前部高活动水平微模式（The anterior high-activity level micropattern,aDMN）和后部高活动水平微模式（The posterior high-activity level micropattern,pDMN）。这三种共激活微模式在睡眠-觉醒周期中具有相对稳定的空间结构,但它们的时序特征和转换结构却具有状态特异性。静息态下,三种共激活微模式的时序特征及其转换概率是相对平衡的;在慢波睡眠状态,cDMN是DMN的主要活动模式,cDMN与其它两种共激活微模式间的转换概率显著增强;快速眼动睡眠状态下,aDMN和pDMN变成了DMN的主要活动模式,它们之间的转换概率显著增加。基于这些结果,我们提出一个基于共激活微模式的三状态模型,该模型概括了睡眠-觉醒周期中DMN活动的动态变化规律,揭示了DMN活动与觉醒水平状态间的神经电生理关系。第二,我们在共激活微模式分析方法的基础上,进一步发展了共激活微模式网络分析方法,并用于探索睡眠-觉醒周期中大鼠DMN连接模式的变化规律。我们根据共激活微模式的分布情况,从睡眠-觉醒周期的DMN活动中,得到了三种共激活微模式网络结构:全脑抑制性默认微模式网络（The common default mode micropattern network,cDMmN）、前部激活默认微模式网络（The anterior default mode micropattern network,aDMmN）和后部激活默认微模式网络（The posterior default mode micropattern network,pDMmN）。研究发现,在静息态下,三种共激活微模式网络的连接性以及网络属性间不存在明显差异,但在睡眠状态下会出现显著性改变,即在慢波睡眠状态下,aDMmN和pDMmN的网络连接性较高,而cDMmN则是在快速眼动睡眠状态下连接性最高的网络,这些情况表明,各共激活微模式网络的功能作用是各不相同的。此外,我们还发现,在觉醒水平转换过程中,三种共激活微模式网络的拓扑连接性以及网络属性的变化趋势是高度相似的,提示觉醒水平的改变对DMN动态活动连接模式具有较一致性的影响。第三,基于上述分析方法,我们进一步解析了短时程的全睡眠剥夺后睡眠时段大鼠DMN的动态活动结构,结果显示,睡眠剥夺对慢波睡眠状态下DMN活动结构影响较大,而快速眼动睡眠状态下的DMN动态活动结构变化不大。在睡眠剥夺后的慢波睡眠状态下,cDMN的出现概率显著上升,而pDMN的出现概率却显著降低,共激活微模式间的转换结构出现重组,而三种共激活微模式网络的拓扑连接性和网络效率显著提高。这些结果表明,睡眠剥夺对不同睡眠阶段DMN活动特征的影响不同,显示睡眠剥夺影响DMN活动的复杂性。最后,我们将上述方法拓展到对人脑DMN动态活动的研究。为此,我们先通过eLORETA分布源成像方法,从头表脑电重建出正常人类被试与强迫症患者的皮层区域的DMN活动,然后进行了对比研究。结果发现,正常人类被试DMN活动中同样存在cDMN、aDMN和pDMN三种共激活微模式结构,而在强迫症患者的DMN活动中却存在四种共激活微模式结构,表现在pDMN被进一步细分成左后部高活动水平微模式和右后部高活动水平微模式。此外,强迫症患者cDMN和aDMN的时序特征均低于正常被试,表明患者DMN的动态活动结构出现了异常。进一步的网络分析发现,强迫症患者的不同频段下的cDMmN和aDMmN的拓扑连接性都显著强于正常被试,其中后扣带回和额上皮层是共激活微模式网络连接性异常的关键hub区。这些结果揭示了强迫症患者DMN动态活动异常的神经机制,为临床诊断强迫症提供了新的可能的生理指标。综上,本学位论文发展了适用于多通道神经信号动态结构分析的共激活微模式分析方法,并用于分析大鼠和人脑DMN活动的特征。结果发现,人和大鼠DMN活动中都存在三种子模式以及与之对应的网络结构,显示了DMN动态活动的跨物种相似性。此外,我们的研究还揭示了在觉醒水平转换过程中的DMN动态活动结构的变化规律,为深入理解DMN与觉醒水平间的联系提供了新的途径,也为寻找疾病状态下的DMN特征提供了新的生物标志,具有明显的科学意义和潜在的临床价值。