为弥补传统的广义线性模型(generalized linear model,GLM)方法的不足,并探索模式识别在运动脑科学当中的应用价值。使用支持向量机(support vector machine,SVM)模式识别算法,以低频振幅(fractional amplitude of low-frequency fluctu...为弥补传统的广义线性模型(generalized linear model,GLM)方法的不足,并探索模式识别在运动脑科学当中的应用价值。使用支持向量机(support vector machine,SVM)模式识别算法,以低频振幅(fractional amplitude of low-frequency fluctuations,fALFF)、局部一致性(regional homogeneity,ReHo)和度中心度(degree centrality,DC)作为学习特征,对射击运动组和滑冰运动组(分类1)、射击运动组和对照组(分类2)以及速滑运动组和对照组(分类3)之间进行二分类,并计算每一个脑区在分类算法当中的权重。使用留一交叉验证法计算分类正确率,使用总的准确率、接受者操作特性曲线(receiver operating characteristic curve,ROC)、以及预测准确率来衡量机器分类算法的优劣性。结果表明:分类1中SVM算法的正确率较高且分类效果更稳定,总的准确率(total accuracy,tACC)可以维持在96.67%以上,曲线下面积(area under curve,AUC)均为1,说明SVM算法对区分不同项目运动员脑静息态功能特征时更有优势;在分类2和分类3中,SVM算法效果取决于使用的指标。其中,使用fALFF或者综合使用三个静息态指标的分类效果较稳定(tACC均在80%以上,AUC均在0.88以上);小脑在分类1算法中占较多的权重,提示不同运动项目运动员的脑功能活动之间差异最明显的部位主要在小脑上。而分类2和3中,除了小脑,还有一些与运动执行和控制及其他功能活动相关的脑区参与了算法的构成。通过SVM分类算法的应用获得较为理想的结果,展示了模式识别方法在运动科学领域的应用价值。研究成果有助于体育科学研究者从新的角度更加全面地理解运动与脑的关系。展开更多
目的通过功能磁共振(functional magnetic resonance imaging,fMRI)技术,探讨首发未用药精神分裂症患者静息状态下脑局部自发神经元活动特征。方法采用3.0T功能磁共振成像技术检测13例首次发病且未用药的男性精神分裂症患者与13名年龄...目的通过功能磁共振(functional magnetic resonance imaging,fMRI)技术,探讨首发未用药精神分裂症患者静息状态下脑局部自发神经元活动特征。方法采用3.0T功能磁共振成像技术检测13例首次发病且未用药的男性精神分裂症患者与13名年龄和受教育年限相匹配的健康男性静息状态下全脑的活动情况。使用SPM8、REST软件结合局部一致性(regional homogeneity,ReHo)方法对影像学数据进行分析。结果与对照组相比,患者组ReHo降低的脑区为右侧额上回和左侧丘脑,ReHo增高的脑区是右侧颞中回,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论本研究中首发未用药精神分裂症患者存在静息态额叶、颞叶、丘脑功能活动局部一致性异常,ReHo异常可能有助于更好地理解精神分裂症病理机制。展开更多
探索相位同步和复杂网络方法在注意缺陷多动障碍(ADHD)脑网络机制研究中的应用,选取135例ADHD患者和102例正常对照作为研究对象。以这237例被试的功能磁共振图像时间序列作为研究数据,利用相位同步分析方法获得脑区间的连接关系,并在此...探索相位同步和复杂网络方法在注意缺陷多动障碍(ADHD)脑网络机制研究中的应用,选取135例ADHD患者和102例正常对照作为研究对象。以这237例被试的功能磁共振图像时间序列作为研究数据,利用相位同步分析方法获得脑区间的连接关系,并在此基础上构建脑网络。然后,利用复杂网络的局部效率指标评估静息态脑功能,并采用多元线性回归和方差分析等统计方法,分析ADHD患者和正常对照在静息态下脑区的局部效率可能存在的差异。结果表明,ADHD患者与正常对照在年龄、性别、量表分值(注意力和自制力)、3种智商值(语言智商、操作智商和总智商)等方面均无统计学差异,在诊断和头动参数上有显著差异(P<0.05,校正后)。诊断方面发现,11个局部效率正常对照组与ADHD组具有统计学差异的脑区(P<0.05),其中主要的脑区为左侧尾状核(0.118±0.317 vs 278±0.433)、丘脑(0.345±0.425 vs 0.541±0.435)、颞横回(0.467±0.476 vs 0.654±0.444)和右侧背外侧额上回(0.536±0.401 vs 0.681±0.333)、额中回(0.505±0.377vs 0.641±0.331)、尾状核(0.144±0.329 vs0.298±0.423)。在静息态下,ADHD患者和正常对照在左侧中央前回、尾状核、丘脑等脑区的局部效率差异可能与患者尾状核、丘脑等特定脑区的功能异常有关,也可能与患者注意和执行有关的神经网络损伤有关。展开更多
近似熵(approximate entropy,ApEn)与样本熵(sample entropy,SampEn)均是量化大脑功能活动复杂性的指标,但二者中哪个更适合功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,fMRI)数据的分析却仍然不清楚.文章以fMRI数据为研究对...近似熵(approximate entropy,ApEn)与样本熵(sample entropy,SampEn)均是量化大脑功能活动复杂性的指标,但二者中哪个更适合功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,fMRI)数据的分析却仍然不清楚.文章以fMRI数据为研究对象,采用ApEn方法与SampEn方法进行分析,计算不同参数 r 下的ApEn与SampEn的均值差距率并进行对比.结果发现,随着参数 r 的增加,SampEn的均值差距率均大于ApEn的均值差距率.同时在算法效率上,SampEn方法的运行时间小于ApEn方法的运行时间.因此,相比于ApEn方法,SampEn方法可能更适用于静息态fMRI数据的分析.展开更多
文摘目的通过功能磁共振(functional magnetic resonance imaging,fMRI)技术,探讨首发未用药精神分裂症患者静息状态下脑局部自发神经元活动特征。方法采用3.0T功能磁共振成像技术检测13例首次发病且未用药的男性精神分裂症患者与13名年龄和受教育年限相匹配的健康男性静息状态下全脑的活动情况。使用SPM8、REST软件结合局部一致性(regional homogeneity,ReHo)方法对影像学数据进行分析。结果与对照组相比,患者组ReHo降低的脑区为右侧额上回和左侧丘脑,ReHo增高的脑区是右侧颞中回,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论本研究中首发未用药精神分裂症患者存在静息态额叶、颞叶、丘脑功能活动局部一致性异常,ReHo异常可能有助于更好地理解精神分裂症病理机制。
文摘探索相位同步和复杂网络方法在注意缺陷多动障碍(ADHD)脑网络机制研究中的应用,选取135例ADHD患者和102例正常对照作为研究对象。以这237例被试的功能磁共振图像时间序列作为研究数据,利用相位同步分析方法获得脑区间的连接关系,并在此基础上构建脑网络。然后,利用复杂网络的局部效率指标评估静息态脑功能,并采用多元线性回归和方差分析等统计方法,分析ADHD患者和正常对照在静息态下脑区的局部效率可能存在的差异。结果表明,ADHD患者与正常对照在年龄、性别、量表分值(注意力和自制力)、3种智商值(语言智商、操作智商和总智商)等方面均无统计学差异,在诊断和头动参数上有显著差异(P<0.05,校正后)。诊断方面发现,11个局部效率正常对照组与ADHD组具有统计学差异的脑区(P<0.05),其中主要的脑区为左侧尾状核(0.118±0.317 vs 278±0.433)、丘脑(0.345±0.425 vs 0.541±0.435)、颞横回(0.467±0.476 vs 0.654±0.444)和右侧背外侧额上回(0.536±0.401 vs 0.681±0.333)、额中回(0.505±0.377vs 0.641±0.331)、尾状核(0.144±0.329 vs0.298±0.423)。在静息态下,ADHD患者和正常对照在左侧中央前回、尾状核、丘脑等脑区的局部效率差异可能与患者尾状核、丘脑等特定脑区的功能异常有关,也可能与患者注意和执行有关的神经网络损伤有关。
文摘近似熵(approximate entropy,ApEn)与样本熵(sample entropy,SampEn)均是量化大脑功能活动复杂性的指标,但二者中哪个更适合功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,fMRI)数据的分析却仍然不清楚.文章以fMRI数据为研究对象,采用ApEn方法与SampEn方法进行分析,计算不同参数 r 下的ApEn与SampEn的均值差距率并进行对比.结果发现,随着参数 r 的增加,SampEn的均值差距率均大于ApEn的均值差距率.同时在算法效率上,SampEn方法的运行时间小于ApEn方法的运行时间.因此,相比于ApEn方法,SampEn方法可能更适用于静息态fMRI数据的分析.
