基于格兰杰因果网络的不同情绪对错误记忆的影响研究

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情绪会对大脑记忆功能产生影响,脑电信号可以记录大脑皮层神经元活动的信息,因此通过分析脑电脑网络的技术手段来研究不同情绪对错误记忆产生的影响具有重要的现实意义。本文使用DRM范式实验,采用格兰杰因果算法构建脑网络,并对脑网络参数进行分析,结合行为学数据,进一步探究情绪对错误记忆的影响。本文首先采用DRM范式实验,将48名受试者随机、平均分为中性、积极和消极情绪组,使用音乐材料诱发受试者不同情绪,采集受试者脑电数据并进行预处理。统计行为学数据后发现,积极组错误记忆发生率最高,消极组错误记忆发生率最低,三组受试者的错误记忆发生率存在显著差异;中性情绪组按键反应时间最长,消极情绪组按键反应时间最短,三组受试者的按键反应时长不存在显著差异。进而采用定向传递函数法构建全脑区因果网络和不同频段下脑区间的因果网络。分析全脑区网络拓扑图后发现,中性情绪组脑网络连接密度最大,脑网络节点间双向连接边数量最多,单向连接边数量最少;积极情绪组脑网络连接复杂程度最高,脑网络节点间双向连接边数量少于中性情绪组,单向连接边数量最多;消极情绪组脑网络连接复杂程度最低,脑网络节点间双向连接边数量最少,单向连接边分布最为密集且涉及有效节点最少。分析不同频段下脑区间网络拓扑图后发现,中性情绪状态信息主要流向大脑左侧,积极情绪状态信息主要流向大脑右侧,消极情绪状态主要流向大脑左侧,由此可见额区和中央区是信息传递的主要功能区。最后对脑网络特征参数进行分析,在全局属性方面,消极情绪组的平均聚类系数、全局效率最低,网络连接最为稀疏,信息传递效率最高;积极情绪组的平均聚类系数、全局效率值最高,平均路径长度值最低,网络连接最密集,信息传递效率最低。在局部属性方面,中性情绪组平均节点度最大,消极情绪组平均节点度最小;对比各情绪组出入度后发现,中性、积极和消极情绪状态下中央区为主要信息流出区域,额区为主要信息流入区域;中性情绪组的局部效率值大于积极情绪组,消极情绪组最小。结合受试者行为学数据、因果网络拓扑图以及特征参数分析结果来看,受试者在积极情绪状态下大脑活跃度更高,产生了更多的错误记忆;而消极情绪状态降低了脑区内部信息传递能力,抑制了大脑联想、推理的能力,受试者不会在测验阶段对关键词进行语义的推断,从而产生了更少的错误记忆。
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