论文部分内容阅读
随着神经成像技术的不断发展,使得我们能够深入探索大脑的工作原理和生理机制,这其中出现了很多不同的应用工具,例如脑电图(electroencephalography,EEG),脑磁图(magnetoencephalography,MEG),磁共振(Magnetic Resonance Imaging,MRI)等技术。这些方法在大脑的结构和功能研究中都能起到十分重要的作用。脑电图作为一种非侵入性的神经活动记录手段,它能很好的记录大脑活动时的信号变化情况,反映神经细胞的电生理活动。脑磁图是用于记录大脑产生的微弱磁场,它反映大脑在不同时刻的磁场状态。它们都已广泛地运用在神经科学、脑科学、疾病诊断等多个领域。由于脑电图与脑磁图都是测量大脑内的电流偶极子源的手段,因此在大脑内的源相同的情形下,两者得到的结果应该是相似的。但是不同的测量技术有不同的侧重点,所以它们也必定存在一定的差异。目前,两者孰优孰次尚无定论,有人认为脑电图优于脑磁图,也有人认为脑磁图比脑电图更好。本文的工作主要是利用古巴的脑电图数据集和Human Connectome Project(HCP)的脑磁图数据集,对比研究脑电与脑磁测量的异同点。主要工作如下:(1)对两组数据进行预处理;(2)利用结构磁共振成像数据(T1加权像)和Brainstorm,经过参数调整,计算和测试了所有被试的传递矩阵(Lead Field Matrix);(3)对一种新的脑电逆问题方法Brain Connectivity Variable Resolution Tomographic Analysis(BC-VARETA)进行了测试和仿真,并通过溯源分析得到了大脑内部的脑内源活动频谱;(4)通过Zero Inflated Factor Analysis(ZIFA)方法对脑内源不同频段的频谱数据进行降维;最后,使用多元统计分析对降维得到的因子进行了检验和分析。通过对全频段的降维结果和单个频段降维结果进行统计检验,我们发现能量统计检验的P值均小于0.05,霍特林检验的P值远小于0.05。这表明脑电图和脑磁图的源活动存在比较显著的差异,所以在实际应用中可以考虑联合脑电图和脑磁图进行多模态分析。该研究对于脑电图和脑磁图的比较做了很好的探索,对于它们的临床应用也有着很好的促进作用。