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X-Brain 第八课:大脑的功能网络

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来源: 2016-05-25 16:10

大脑功能网络是对大脑结构网络之上不同的神经元、神经元集群或脑区之间动态活动交互整合的直观描述。 但与结构网络一样, 由于现有技术的限制,目前人类大脑功能网络的研究主要局限在大尺度水平上。(记得前几天的流程图嘛?)

具体到不同的成像技术, 对于fMRI, 一般将图像体素(104~105 量级)或根据先验模板划分得到的脑区定义为网络节点, 而对于自发及诱发的脑电图及脑磁图则一般将记录电极或磁通道定义为网络节点。

FristonK J, Frith C D, Liddle P F, et al. Functional connectivity: The principalcomponent analysis of large (PET) data sets. J Cereb Blood Flow Metab, 1993,13: 5—14


脑功能网络的连接指不同节点记录的神经活动信号之间的动态协调性, 这种协调性的定义主要包括功能连接和效应连接(effectiveconnectivity)两种描述。

功能连接是指空间上分离的神经单元其神经活动在时间上的关联性或统计依赖关系, 其主要的度量方法分为线性和非线性两类, 线性方法包括皮尔森相关、偏相关(时域)及偏相干(频域)等,非线性方法主要有同步似然性(synchronizationlikelihood,SL)、互信息等;效应连接则刻画了一个神经单元对另一个神经单元神经活动的因果效应, 即二者之间调控与被调控的关系, 该度量属于有向连接,主要计算方法包括结构方程建模(structuralequationmodeling, SEM) 、动态因果建模(dynamiccausal modeling, DCM)和因果关系分析(grangercausality)等。

StamC J. From synchronization to networks: Assessment of functional connectivity inthe brain. In: Perez Velazquez J L, Richard W, eds.Coordinated Activity in theBrain, vol 2. Berlin Heidelberg: Springer-Verlag, 2009. 91—115


2000 年, Stephan 等人首次利用侵入性的神经示踪法获取了神经元连接数据研究猴子的脑功能网络拓扑, 根据活性剂在脑区间的传播构建功能连接,发现其网络拓扑满足“小世界”特性, 揭开了应用复杂网络理论研究脑功能网络的序幕。

Stephan, Hilgetag K E, Burns C C, et al.Computational analysis of functional connectivity between areas of primatecerebral cortex. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci, 2000, 355: 111—126


此后, 国内外科学家采用功能磁共振、自发或诱发的脑电图和脑磁图等无损伤成像手段在大尺度范围内展开了对人脑功能网络的研究, 并已取得了一些重要的研究成果, 下面将分别进行介绍。

明天见。

感谢/brain.bnu.edu.cn。

引自/csb.scichina.com。

图片引自文献原文。

关键词: 大脑的功能网络 大脑功能网络研究

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最新评论

高显 2016-07-26 13:43

你好

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