介紹人腦連接組和復雜網絡理論的基本概念
1.1圖論基本概念
I節點度、度分布
Ii集群系數
Iii最短路徑長度
Iv中心度
V模塊
1.2小世界網絡和無標度網絡
Watts和strogatz將具有高集群系數和最短路徑長度的網絡成為“小世界”網絡
小世界網絡在信息傳遞和處理過程中具有相對高的局部效率和全局效率,而無標度網絡中節點的重要性具有極端的兩極分化,核心節點在維持整個網絡的完整性和連通性中發揮著不可估量的作用。
回顧近年來人腦結構和功能連接組的研究成果
1.人腦的形態學數據中包含著大量的腦連接信息,這種形態特征的協調變化與先天遺傳及后天可塑性有關。但是此方法只能基于人群得到一個大腦結構網絡而無法基于個體得到但個被試的腦結構網絡,使得臨床診斷研究面臨局限。
2.基于MRI白質纖維素研究人腦結構網絡
3.應用于AD、精神分裂癥、癲癇和多發性硬化癥等疾病
4.腦功能網絡的連接是指不同節點記錄的神經活動信號之間的動態協調性,包括功能能連接和效應連接兩種描述。***
5.Erp、Erf和fMRI的人腦功能網絡研究進一步證實了人腦功能網絡的“小世界”屬性和“全局效率”屬性
6.人腦功能網絡在疾病中的應用:采用EEG/ERP,MEG/ERF及fMRI技術利用基于圖論的腦網絡分析方法研究AD、精神分裂癥及其他疾病,評價可用之前提到的指標
指出了該領域中存在的問題和未來的研究方向
1.構建更符合腦連接本質的合理度量
2.構建有向網絡以期更加深入理解大腦的結構組織模式和功能活動規律
3.構建動態腦網絡
4.構建任務態下的腦網絡
5.結構是功能的基礎,運用多模態成像技術全面定量評價腦結構-功能的相似性和特異性,。理解結構網絡組織模式對大腦功能的作用及功能的塑造對結構的影響(這句話就不能說簡單點?)
6.融合多模態成像技術分析和理解神經精神疾病的病理生理機制,并建立有效可靠的影像學診斷標記