【摘要】：工作記憶(working memeory,WM)是一種較短時(shí)間范圍內(nèi)的記憶形式,在進(jìn)行學(xué)習(xí)、記憶、思維及問題解決等高等認(rèn)知活動(dòng)中,大腦需要對(duì)信息進(jìn)行加工和存儲(chǔ),這就需要工作記憶這種機(jī)制來進(jìn)行處理。在工作記憶中有中央執(zhí)行系統(tǒng)、視覺空間存儲(chǔ)器和語音環(huán)路三個(gè)組成部分共同決定工作記憶中信息的編碼、存儲(chǔ)形式和提取等。有研究表明,大多數(shù)精神疾病患者會(huì)出現(xiàn)認(rèn)知障礙,其中工作記憶障礙是精神疾病患者的主要認(rèn)知障礙。EEG以其成本低廉、無創(chuàng)性及便攜性等特點(diǎn)常用于疾病的診斷及早期干預(yù)中。傳統(tǒng)的EEG分析方法有時(shí)域分析、頻域分析、時(shí)頻分析等,但是這些方法只適用于線性分析。近年來,將非線性動(dòng)力學(xué)及復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論應(yīng)用在EEG信號(hào)的分析當(dāng)中,試圖能夠更好地分析出EEG信號(hào)中的特性以及腦網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在不同狀態(tài)下的變化規(guī)律。傳統(tǒng)的EEG腦網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方法是將EEG信號(hào)的電極作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn),節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系作為網(wǎng)絡(luò)的連邊,但是這種網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方法沒有充分利用EEG高時(shí)間分辨率的特性。Zhang等人首先提出了偽周期時(shí)間序列網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的方法,廣大學(xué)者在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究并提出了不同的構(gòu)建方法,目的是能夠充分利用EEG的高時(shí)間分辨率,更好地了解EEG的時(shí)間特性。本文提出了一種構(gòu)建時(shí)間序列復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的新方法。在精分?jǐn)?shù)據(jù)上對(duì)構(gòu)建的時(shí)間序列復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了分析,首先從時(shí)間角度利用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)方法分析了正常人與病人所構(gòu)建的時(shí)間序列網(wǎng)絡(luò)屬性的差異;其次從空間角度分析了通道之間構(gòu)建的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的相似性,進(jìn)一步找出正常人與患者之間的差異。從時(shí)間和空間兩個(gè)角度分析EEG數(shù)據(jù),挖掘精神分裂癥患者疾病與正常被試構(gòu)建的時(shí)間序列網(wǎng)絡(luò)之間的差異,為精神分裂癥患者的研究提供了一種新的研究思路。具體內(nèi)容主要包括:(1)使用微狀態(tài)(microstate)對(duì)EEG信號(hào)分析,驗(yàn)證微狀態(tài)方法能夠應(yīng)用在所使用的數(shù)據(jù)集。本研究分析了微狀態(tài)的微狀態(tài)數(shù)、平均持續(xù)時(shí)間和狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率,證明了微狀態(tài)適用于所使用的EEG數(shù)據(jù),為時(shí)間序列復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建提供了理論支持。(2)基于微狀態(tài)方法對(duì)EEG數(shù)據(jù)進(jìn)行分段,構(gòu)建時(shí)間序列復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)。構(gòu)建時(shí)間序列網(wǎng)絡(luò)時(shí)選擇微狀態(tài)劃分的時(shí)間段作為網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn),并對(duì)劃分的時(shí)間段提取特征,從中選擇有效的特征向量作為各時(shí)間段的特征,時(shí)間段特征向量之間的相關(guān)系數(shù)作為網(wǎng)絡(luò)的邊,由此可以得到各個(gè)通道多個(gè)稀疏度下的時(shí)間序列復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)。(3)分析所構(gòu)建的時(shí)間序列復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)差異。首先分析時(shí)間序列復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的全局屬性和局部屬性,對(duì)所求的網(wǎng)絡(luò)屬性分析比較,了解正常人與精神分裂癥患者構(gòu)建的時(shí)間序列復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn),進(jìn)一步分析復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)差異性較大的通道,分析病灶處差異性較大的網(wǎng)絡(luò)屬性進(jìn)而能反映出時(shí)間序列的差異。其次分析構(gòu)建的時(shí)間序列復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的相似性,通過比較正常人與精神分裂癥患者各自通道之間的相似性,將相似性較大的聯(lián)系表示出來,可以分析正常人與精神分裂癥患者通道網(wǎng)絡(luò)之間相似性之間的關(guān)系。
【圖文】：

電極位置

14圖 2-3 采集到的 EEG 數(shù)據(jù)Figure 2-3 EEG data collected本研究使用數(shù)據(jù)集中 20 例為精神類病人，，病人在過去 6 個(gè)月內(nèi)均無藥物濫用或經(jīng)精神病學(xué)診斷的歷史。20 名正常人作為對(duì)照組。工作記憶中一個(gè)完整的任務(wù)分為編階段（encoding）、保持階段（maintenance）和檢索階段（retrieval），時(shí)間長度分為 5 秒、3 秒和 2.5 秒。每個(gè)人挑選出 20 個(gè)完整的任務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。每個(gè)任務(wù)分為個(gè)階段和兩個(gè)頻段（θ(4～7 Hz)、 (7～14 Hz)）。為接下來的實(shí)驗(yàn)做準(zhǔn)備。
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：O157.5;R318

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本文編號(hào)：2619535