论文部分内容阅读
事件相关电位(event related potential,ERP)是一种重要的诱发电位,已经广泛的应用于认知和精神疾病的研究。它具有较高的时间分辨率,特定的潜伏期、拓扑分布、反应模式及重复性,能体现特定时间段内认知处理的信息加工过程。传统的研究主要集中在通过叠加平均方法获得ERP所代表的脑机制的研究,但这种基于局部感兴趣区的研究并不能体现全脑的整合与分离特性,而且大脑在完成特定认知任务时会形成空间上分离但功能上连接的脑拓扑结构。因此本文利用复杂脑网络的方法从局部特性到全局特性表征ERP,提出了适用的ERP脑网络构建方法,研究不同状态下的脑网络,有助于理解大脑信息加工机制。本论文应用ERP的脑网络分析方法研究了精神分裂症(schizophrenia,SZ)患者的听觉P3脑网络与正常人错误相关成分的脑网络。本文的主要内容包括:1.提出了一个适用的ERP复杂脑网络构建方法。本文选取国际标准的10-20系统扩展的60导头皮电极作为网络节点。把ERP信号按特定成分进行分段,将导联间所有对应试次连接强度的平均值作为连接边,这样能考虑到ERP具有特定重复性与反应模式等特性。2.研究SZ患者听觉P3的脑网络特性。应用本文提出的ERP构网方法基于听觉oddball实验范式诱发的P3信号比较了SZ患者与正常人脑网络拓扑属性的差异,并结合电生理指标与ERP网络探究其相关性。结果发现病人听觉P3存在异常,P3波幅减小,潜伏期延长。SZ患者相比于正常对照组具有较低的局部信息处理效率、全局信息处理效率、鲁棒性和连接紧密程度,验证了精神分裂症的“失连接”假设,并且发现SZ患者听觉P3波幅的异常与ERP脑网络拓扑属性的异常存在显著相关性(p<0.05)。该研究以脑网络的角度解释了听觉P3异常的原因。3.研究不同阶段错误加工的脑网络拓扑属性。应用本文提出的ERP构网方法构建基线、错误相关负波(error related negativity,ERN)、错误正波(error positivity,Pe)和反应后400~550ms这四个阶段的脑网络,以网络整合与分离角度选取了不同拓扑参数来表征网络特性。结果发现颞区较少的参与错误加工过程,ERN阶段相比于Pe阶段大脑具有更高的信息处理效率,并且在反应前大脑就已经进入高效的信息处理模式。该研究揭示了错误加工的脑网络机制,为从脑网络的角度理解错误加工机制提供了新的思路。总之,本论文是探索ERP脑网络的一次重要尝试,取得了一些有意义的结果。论文所提出的ERP构建方法和研究结果将会对脑网络的研究提供新的视角与思路。