基于脑电的静息态功能连接分析

基于脑电的静息态功能连接分析
随着脑成像技术的发展，人们对大脑功能的研究越来越深入， 并逐渐从定位特殊功能脑区转变为研究脑功能连接。静息态是 大脑不执行具体的认知任务，保持安静、放松、清醒的一种状 态，静息态功能连接能体现大脑最本质、固有的连接模式，已 成为近年来脑功能连接研究的热门课题之一。
目前国内外研究脑静息态功能连接主要以功能磁共振成像 （fMRI）技术为手段，fMRI具有很高的空间分辨率，能得到静 息态功能连接与脑解剖学结构连接之间的密切联系，但是fMRI 设备昂贵，对实验数据采集环境要求很高，特别是其时间分辨 率很低，对于脑科学研究存在不便。而脑电图（EEG）作为一种 普遍的监测大脑活动的工具，具有很高的时间分辨率，对采集 环境无特殊要求，是脑科学研究的传统手段之一。
在基于脑电的β 波静息态功能连接方面，通过对闭眼和睁眼状 态下的64电极静息态脑电数据进行分析，得到结论：β 波在闭 眼状态下的功能连接明显多于睁眼状态，从闭眼到睁眼状态， β 波功能连接在右侧大脑顶叶、枕叶、颞叶区域明显减弱，而 在双侧额叶连接增强，同时前运动皮层、初级体感皮层、次级 体感皮层、视觉联合皮层、默认网络在闭眼状态下显著。该结 论是首个关于闭眼和睁眼状态下脑电β 波静息态功能连接的结 论。
在基于脑电的α 波静息态功能连接方面，通过对闭眼和睁眼状 态下的64电极静息态脑电数据进行分析，得到结论：α 波在睁 眼状态下的功能连接明显多于闭眼状态，静息态Fra Baidu bibliotek络中默认网 络和背侧注意网络在睁眼状态显著，同时睁眼状态下视觉联合 皮层功能连接突出。该结论弥补了已有研究中脑电数据电极太 少（19电极）的不足，提高了相关结论的可靠性。
在基于脑电的α 波静息态动态功能连接方面，在对闭眼和睁眼 状态下的64电极静息态脑电数据进行分析中引进了滑动时间窗
的方法，探索了α 波在闭眼和睁眼状态下多个静息态脑网络随 时间的动态变化，如默认网络、视觉联合皮层、体感皮层、视
觉性语言中枢、语义加工皮层等。该结论极大丰富了脑电α 波 静息态功能连接的结论。
采用EEG研究脑静息态功能连接能弥补fMRI研究脑静息态功能连 接在时间分辨率上的不足，而且对于无法适应fMRI狭小检测空 间的脑疾病患者也能方便地监测其大脑活动，因此基于脑电的 静息态功能连接研究有重要的科研和临床意义。本文采用独立 成份分析（ICA）、标准低分辨率电磁断层成像（sLORETA）、 滑动时间窗、图论、层次聚类分析、t检验等方法和理论对基于 脑电的静息态功能连接展开研究，分析了25个健康被试在闭眼 和睁眼状态下的64电极静息态脑电数据，研究了闭眼和睁眼状 态下α 波（8-12Hz）和β 波（13-25Hz）脑静息态功能连接，并 探索了α 波静息态动态功能连接，揭示了静息态网络在时间和 空间上的动态变化，主要取得了以下三方面的成果。