發(fā)布時(shí)間：2020-06-07 08:23

【摘要】：長(zhǎng)期濫用海洛因等成癮藥物會(huì)對(duì)成癮者大腦內(nèi)的各種認(rèn)知加工回路產(chǎn)生嚴(yán)重?fù)p害,導(dǎo)致成癮者在面對(duì)藥物相關(guān)刺激時(shí),產(chǎn)生異常強(qiáng)烈的覓藥動(dòng)機(jī)和用藥渴求。而目前有關(guān)長(zhǎng)期海洛因攝入是否會(huì)影響成癮者對(duì)金錢等一般獎(jiǎng)賞刺激的認(rèn)知加工和行為調(diào)控的研究還比較少。本研究采用事件相關(guān)電位技術(shù)和腦源定位技術(shù),通過金錢刺激延遲任務(wù)(Monetary Incentive Delay Task,MID任務(wù))比較海洛因成癮戒斷者的獎(jiǎng)賞加工機(jī)制與正常人群的差異,并深入分析了海洛因成癮戒斷者在獎(jiǎng)賞加工各階段的認(rèn)知加工缺陷和腦區(qū)活動(dòng)異常,為海洛因成癮戒斷者的獎(jiǎng)賞行為異常提供理論依據(jù)。在數(shù)據(jù)處理階段,針對(duì)無眼電參考環(huán)境下的腦電信號(hào)去噪問題,本文提出了一種基于離散小波變換、卡爾曼濾波和自適應(yīng)噪聲抵消方法的眼電偽跡自動(dòng)去除模型,實(shí)現(xiàn)了在盡量保留真實(shí)腦電信息的前提下有效去除眼電偽跡的功能。本研究得出的主要結(jié)論有:1.本文基于已有的小波變換去眼電模型和自適應(yīng)噪聲抵消器模型,提出了一種基于小波變換、卡爾曼預(yù)測(cè)和自適應(yīng)濾波技術(shù)的自動(dòng)去噪模型。該模型利用原始信號(hào)經(jīng)過小波變換后得到的各子成分的峰度值差異,對(duì)其進(jìn)行閾值處理,從而提取出粗糙的眼電偽跡。然后利用卡爾曼預(yù)測(cè)技術(shù),通過粗糙的眼電偽跡預(yù)測(cè)出精確的眼電噪聲作為自適應(yīng)濾波所需的眼電參考信號(hào),最后通過自適應(yīng)噪聲抵消器實(shí)現(xiàn)對(duì)眼電噪聲的去除以及對(duì)腦電信號(hào)的跟蹤。本研究通過比較去噪后的模擬腦電信號(hào)和真實(shí)腦電信號(hào)的相近程度驗(yàn)證了模型的有效性。同時(shí)通過對(duì)比分析該模型與小波去噪模型、自適應(yīng)去噪模型的眼電去除效果,從時(shí)域和頻域驗(yàn)證了本模型的優(yōu)點(diǎn)。通過以上分析,該模型能夠快速有效地去除眼電偽跡,因此在隨后的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理中我們應(yīng)用該模型對(duì)實(shí)際采集到的腦電信號(hào)進(jìn)行眼電偽跡的自動(dòng)去除。2.在MID任務(wù)中,行為數(shù)據(jù)結(jié)果表明,成癮戒斷組對(duì)目標(biāo)刺激的平均反應(yīng)速度比正常組快,說明成癮戒斷組在面對(duì)目標(biāo)刺激時(shí)更沖動(dòng)。此外,成癮戒斷組對(duì)正性目標(biāo)刺激的反應(yīng)時(shí)顯著短于對(duì)負(fù)性目標(biāo)刺激的反應(yīng)時(shí),而這種差異在正常對(duì)照組中卻沒有出現(xiàn),這可能是由于成癮戒斷組對(duì)即時(shí)獎(jiǎng)賞投入了更多的注意資源卻不關(guān)心潛在損失造成的。ERP統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明,與線索認(rèn)知加工相關(guān)的Cue-related P300成分在兩組人群中不存在顯著差異,而與結(jié)果期待相關(guān)的SPN成分的右半球偏側(cè)化效應(yīng)在成癮戒斷組中消失,與結(jié)果評(píng)價(jià)相關(guān)的FRN成分的波幅受獎(jiǎng)賞線索極性的影響。源定位結(jié)果發(fā)現(xiàn),海洛因成癮戒斷組與正常組在獎(jiǎng)賞加工的各個(gè)階段均存在腦區(qū)活動(dòng)上的差異。因此我們可以認(rèn)為海洛因成癮戒斷組對(duì)金錢獎(jiǎng)賞的處理機(jī)制存在異常,他們?cè)讵?jiǎng)賞期待和策略調(diào)整方面的缺陷導(dǎo)致其在實(shí)驗(yàn)過程中對(duì)刺激的評(píng)估和對(duì)結(jié)果的預(yù)期出現(xiàn)加工異常。另外,海洛因成癮戒斷人群的前額葉、扣帶回等腦區(qū)的異�；顒�(dòng)將會(huì)使其在錯(cuò)誤監(jiān)測(cè)和反饋調(diào)節(jié)方面產(chǎn)生缺陷,導(dǎo)致他們不能基于環(huán)境信息和先前經(jīng)驗(yàn)作出最佳動(dòng)作響應(yīng)。綜上,本研究的結(jié)果表明海洛因成癮戒斷者在面對(duì)金錢刺激時(shí)存在只注重即時(shí)獎(jiǎng)賞卻忽略了潛在懲罰的沖動(dòng)行為反應(yīng),ERP結(jié)果表明這種行為上的異常與成癮者在獎(jiǎng)賞加工各階段存在的認(rèn)知加工缺陷密切相關(guān),源定位結(jié)果進(jìn)一步揭示了這些認(rèn)知加工缺陷與長(zhǎng)期藥物攝入損傷的獎(jiǎng)賞相關(guān)腦區(qū)之間的內(nèi)在聯(lián)系。
【圖文】：

圖 2.1 腦電信號(hào)中各節(jié)律波的波形示意圖腦電信號(hào)按照產(chǎn)生方式可以分為自發(fā)腦電 (Electroencephalogram, EEG) 和誘發(fā)腦電 (Evoked Potential, EP)。自發(fā)腦電是指沒有受到任何物理刺激或任務(wù)指令時(shí)大腦的基線活動(dòng)，是大腦處于安靜放松狀態(tài)下產(chǎn)生的穩(wěn)定節(jié)律波。誘發(fā)腦電是指在任務(wù)刺激下大腦產(chǎn)生的能夠代表某類心理活動(dòng)的腦電信號(hào)，它能夠?qū)⑼饨绱碳ひ鸬男睦砩矸磻?yīng)與腦電波形聯(lián)系起來，是研究大腦神經(jīng)機(jī)制和行為活動(dòng)的可靠方法[56]。但單次采集到的腦電信號(hào)是一種連續(xù)且不規(guī)則的信號(hào)波形，其諧波成分非常復(fù)雜，只能反映出對(duì)大腦活動(dòng)的粗略測(cè)量。而由特定任務(wù)誘發(fā)的腦電信號(hào)的幅值比自發(fā)腦電小得多，所以會(huì)淹沒在自發(fā)腦電中。此外，實(shí)際采集到的腦電波形也無法顯示出與認(rèn)知處理相關(guān)的信息，如認(rèn)知加工的起始和持續(xù)時(shí)間等。隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，，研究者們使用計(jì)算機(jī)將原始腦電信號(hào)進(jìn)行分段疊加，然后利用腦電信號(hào)的統(tǒng)計(jì)特性從自發(fā)腦電中提取出攜帶有效信息的誘發(fā)腦電，為大腦高級(jí)認(rèn)知功能的研究提供了客觀有效的方法。

記錄電極的位置將按照國(guó)際腦電圖學(xué)會(huì)制定的10-20國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)聯(lián)放置準(zhǔn)則進(jìn)行安放 (圖 2.2(a))。10-20 國(guó)際腦電記錄系統(tǒng)是在經(jīng)過大量的腦電信號(hào)采集研究后總結(jié)出來的一種被廣泛認(rèn)可的電極放置方法，整個(gè)系統(tǒng)以矢狀線和冠狀線為基礎(chǔ)線按照 10%和 20%的距離進(jìn)行劃分。矢狀線就是鼻根和枕外隆突的連線，將這條連線從鼻根處向后按照 10%、20%、20%、20%、20%、10%的距離進(jìn)行劃分，可以得到五個(gè)電極放置位置，依次是：Fpz（額極中線），F(xiàn)z（額中線）、Cz（中央中線）、Pz（頂中線）和 Oz（枕中線）。冠狀線就是兩外耳道之間的連線，按照和矢狀線相同的方法進(jìn)行劃分，將這條連線也從左向后按照 10%、20%、20%、20%、10%的距離進(jìn)行定位，可以依次得到 T3、C3、Cz、C4 和 T4 五個(gè)電極放置位置。冠狀線和矢狀線將會(huì)在 Cz 點(diǎn)相交，所以通常將 Cz 點(diǎn)作為 10-20系統(tǒng)的基準(zhǔn)點(diǎn)。然后以基準(zhǔn)點(diǎn) Cz 為圓心，以 Fpz、Oz、T3、T4 為圓周上的點(diǎn)畫圓，在這四個(gè)點(diǎn)兩兩之間的圓周上等距離取 4 個(gè)點(diǎn)。然后再在 Fz、C3、Pz 和 C4這 4 個(gè)點(diǎn)兩兩之間各取一個(gè)點(diǎn)。按照左奇右偶的原則對(duì)左右腦區(qū)的電極進(jìn)行命名，左半球?yàn)槠鏀?shù)，右半球?yàn)榕紨?shù)。FCz 電極為接地點(diǎn) GND，AFz 電極為參考點(diǎn) Ref，這就是 10-20 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)電極的放置標(biāo)準(zhǔn)。
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN911.7;R749.64

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本文編號(hào)：2701140