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作者：佚名
来源：生物谷
关键词：智力,大脑网络
&&& 近日，美国科学家通过分析37份脑部图像，提出了一种新的理论――前额－顶骨综合理论（P-FIT），确定了主要包括前额和顶叶的大脑与智力有关的网络。相关论文在线发表于《行为与脑科学》（Behavioral&&and&&Brain&&Sciences）上。&&& 此次研究由美国加州大学欧文分校的Richard&&Haier和新墨西哥大学的Rex&&Jung领导完成。Haier表示，近来有研究表明，智力与信息在大脑中的有效传递程度有关。我们研究脑部图像以弄清处理与智力有关的信息路点，一旦确定了具体位置，我们就能研究它们与智力的联系。&&& 研究数据表明，大脑中某些与智力有关的区域同时也与注意力、记忆力以及语言等更复杂的功能有关。Haier和Jung表示，这种认知功能的可能的综合表明，智力水平可能是由前额－顶骨网络处理信息的效率来决定的。&&& 美国华盛顿大学的心理学家Earl&&Hunt对此次研究评价说，P-FIT理论说明了我们在理解智力的生物学基础方面已经取得了很大的进步。Haier&&和Jung利用了新近发展起来的测量大脑的新技术，令人更为信服地证明了，个体智力水平的差异部分要归因于大脑特定区域以及这些区域之间的连接的差别。&&& Haier表示，遗传研究已经证明，智力水平可以遗传，所以可以肯定智力有生物学基础。要弄清其中的细节，还有很长一段路要走，而我们的P-FIT模型为将来的新理论提供了测试框架。（科学网&&梅进/编译）
Rex E. Jung and Richard J. Haier
"The Parieto-Frontal Integration Theory (P-FIT) of Intelligence: Converging Neuroimaging Evidence"
(责任编辑：aifangli)
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基于复杂网络的脑功能研究与分析
【摘要】：大脑是一个大规模连接的复杂网络构成的动力学系统。不同尺度的神经元网络的结构和动态特征,造成了大脑在结构上和功能上的复杂性。本文介绍了复杂网络的研究现状和一些重要的概念,同时介绍了当前几种重要的网络拓扑模型。本文介绍了大脑结构和功能上的复杂性,从皮层厚度度量和弥散张量成像两方面介绍当前对脑结构网络的研究,并通过脑电信号和脑功能磁共振信号进行了脑功能网络的研究。
本文基于统计动力学理论,应用扩散熵方法分析脑电信号的动力学标度行为和概率分布函数,研究系统的演化过程及标度不变性,并验证了其概率分布函数满足尖峰胖尾的Levy分布。并且基于相位同步性理论,利用手指运动任务的ECoG信号建立了脑运动皮层功能网络。通过对静息状态和任务状态下的两个网络的分析,发现任务状态下的聚类系数更大,连通性更强。这些结果意味着大脑在认知任务状态下表现出了更显著的活动性。
本文基于互信息理论,采用时间窗移动的方法,利用静息状态和刺激状态下的fMRI图像数据研究两种状态下的脑功能网络,并对脑功能区域作相关性分析。结果表明脑功能网络在两种状态下都具有小世界的特征。并且基于格兰杰因果性理论,利用图像识别任务的fMRI数据建立了脑功能因果性有向网络。不同体素间的因果性表征了网络连边的方向性。通过对因果性有向网络的分析表明,广泛分布于大脑各处的神经元的活动最终导致了几个中枢区域的活动,并且图像识别任务中大脑中相关区域的激活程度更高。
【关键词】：
【学位授予单位】：中国科学技术大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2011【分类号】：R318.0【目录】：
Abstract5-9
第一章 绪论9-17
1.1 引言9-10
1.2 研究背景10-11
1.3 脑成像技术简介11-13
1.4 脑网络研究现状13-15
1.5 本文工作及内容安排15-17
第二章 复杂网络理论应用于脑科学研究17-29
2.1 复杂网络理论基础17-21
2.1.1 复杂网络基本概念17-19
2.1.2 复杂网络基本模型19-21
2.2 大脑结构的复杂性21-25
2.2.1 大脑皮质的Brodmann 分区21-22
2.2.2 基于皮层厚度相关性的脑结构网络22-23
2.2.3 基于弥散张量成像的脑结构网络23-25
2.3 大脑功能的复杂性25-27
2.4 本章总结27-29
第三章 基于脑电图的复杂网络研究29-43
3.1 脑电图测量原理29-32
3.2 脑电信号的复杂性研究32-36
3.3 基于相位同步性的运动皮层功能网络连通性分析36-41
3.4 本章总结41-43
第四章 基于脑功能磁共振图像的复杂网络研究43-57
4.1 脑功能磁共振图像的测量43-46
4.2 基于互信息的脑功能网络小世界特性研究46-50
4.2.1 互信息46-47
4.2.2 脑功能网络的小世界特性47-50
4.3 脑功能网络的因果性分析50-55
4.3.1 格兰杰因果性50-51
4.3.2 脑功能网络的因果性51-55
4.4 本章总结55-57
第五章 总结和展望57-59
5.1 总结57-58
5.2 展望58-59
参考文献59-62
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果63
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