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Granger因果分析1型糖尿病患儿静息态fMRI数据
目的 观察1型糖尿病(T1DM)患儿静息态fMRI双侧海马效应连接的变化.方法 对1型T1DM患儿(,n=18,T1DM组)和健康儿童(n=13,对照组)行静息态fMRI数据采集,以双侧海马为ROI进行Granger因果分析.结果 与对照组比较,以左侧海马为种子点,T1DM组左侧海马对双侧额中回、岛盖部额下回、三角部额下回、中央后回、辅助运动区、脑岛、前扣带和旁扣带脑回、内侧扣带和旁扣带脑回、缘上回,左侧内侧额上回、中央前回,右侧背外侧额上回的外向流显著减弱;以右侧海马为种子点,T1DM组右侧海马对双侧辅助运动区、内侧扣带和旁扣带脑回,左侧的额中回、岛盖部额下回、三角部额下回、内侧额上回、中央后回、前扣带和旁扣带脑回、缘上回外向流显著减弱.结论 T1DM患儿海马功能可能受到损伤,导致额叶、辅助运动皮层、扣带皮层对海马信息的提取能力减弱;与右侧海马相比,左侧海马可能对认知处理的参与度更高;海马外向流减弱对T1DM相关认知损害具有早期警示作用.
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基于Granger因果分析的阿尔兹海默病静息态脑电网络连接特性的研究
目的 从多通道脑电(electroencephalography,EEG)的功能性连接角度,研究阿尔兹海默病患者在静息态下的脑网络连接特性.方法 收集15例AD患者及15例正常对照组的16导脑电数据,对EEGs进行频域Granger因果分析,计算出因果连接矩阵,平均后得到DTFmean.基于连接矩阵构建因果网络,进一步计算网络特征参数全局效率和集群系数来定量分析脑网络的连接特性.结果 在alpha,low-beta和high-beta频段,AD组的DTFmean低于正常对照组(P＜0.05).在alpha,low-beta和high-beta频段下AD组的全局效率显著低于正常对照组(P＜0.01);AD组集群系数显著低于正常对照组(P＜0.01).结论 阿尔兹海默病患者的静息态脑电在alpha,low-beta和high-beta频段的脑网络连接较弱,表明AD患者的脑功能网络相较于正常老年人有所受损.
关键词： 阿尔兹海默病 Granger因果分析 定向传递函数 脑电 功能连接 -
脑功能信号的Granger因果性分析方法
脑是如何选择和调整分布于全脑的神经活动以实现其功能的?为解决这个问题,近年来人们将推测变量间信息因果流向的Granger因果分析引入脑功能研究.首先介绍了Granger因果分析的基本原理及其在处理脑功能信号时的拓展算法——结构向量自回归模型(SVAR)；综述了在对脑功能信号进行Granger因果分析时的技术问题；后,以特发性全身性癫痫的脑功能信号为例,介绍了Granger因果分析在致痫灶定位中的应用前景.
关键词： Granger因果分析 结构向量自回归模型 脑磁图/脑电图 功能磁共振 癫痫 -
基于Granger因果分析的癫痫发作间歇期EEG在δ频段的功能连接模式
目的 应用频域Granger因果分析方法,研究颞叶癫痫发作间歇期16导脑电图(EEG)在与癫痫发作相关的δ频段的过度放电功能连接特性.方法 实验数据来自颞叶癫痫9例患者(6例左颞叶癫痫,3例右颞叶癫痫),9例正常对照受试者.记录每例颞叶癫痫受试者在发作间歇期的痫样放电、非痫样放电以及正常对照组的共3个状态的16导EEG;每个状态下各记录10个EEG数据段,每个数据段长度为20s,采样频率为200 Hz;应用带通滤波提取EEG的δ分量(1～4 Hz).应用频域Granger因果分析方法,分别计算痫样放电组、非痫样放电组和正常组10次记录的16通道EEGδ频段分量之间的频域因果度量平均值Iδ；分析以上3个组颞叶区(左颞叶癫痫:T3、T5,右颞叶癫痫:T4、T6)与额区(Fp1、Fp2、F3、F4)和顶区(C3、C4)之间EEG在δ频段的功能连接模式.结果 痫样放电组:下颞叶区(左下颞叶区T5,右下颞叶区T6)与额区、顶区之间Iδ在0.1323±0.0329～0.1670±0.0289；非痫样放电组:下颞叶区与额区、顶区之间的Iδ在0.0300±0.0130～0.0420±0.0072；正常对照组:下颞叶区与额区、顶区之间的Iδ在0.0153±0.0028～0.0193±0.0057.统计结果表明:痫样放电组下颞叶区与额区、顶区之间的Iδ值与非痫样放电组相比差异有统计学意义(P＜0.05),与正常对照组相比差异有统计学意义(P＜0.01)；非痫样放电组下颞叶区与额叶、顶叶之间的Iδ值和正常对照组相比差异无统计学意义(P＞0.05).结论 颞叶癫痫发作间歇期在痫样放电状态下,EEGδ频段在下颞叶区与额区、顶区之间存在较强连接,过度放电从下颞叶区传递到额区和顶区.非痫样放电组和正常组的EEGδ频段,下颞叶区与额叶、顶叶之间连接弱,下颞叶区不是EEG信号传导的起始区.
关键词： 颞叶癫痫 脑电图 δ频段 Granger因果分析 功能连接 -
汉、维语动词产生任务的脑因果效应差异研究
探讨以汉语、维语为母语的人群进行动词产生任务时的脑区间因果效应差异.对以母语为汉语(NH)和维语(NW)的受试者进行动词产生任务的功能磁共振(functional magnetic resonance imaging,fMRI)fMRI数据采集,对实验数据进行脑区激活分析后选取左侧尾状核(CAU.L)为种子点,选用Granger因果分析方法(granger causality analysis,GCA)进行有效连接分析.与维语组相比,汉语组自右侧大脑额叶、顶叶,左侧额叶、边缘叶、枕叶对CAU.L的GC(granger causal,GC)内向信息流显著增强;此外,汉语组自CAU.L对右侧扣带及颞中回的GC外向流增强.汉语组执行动词产生任务时视觉、记忆、语义相关脑区与CAU.L间有效连接强度普遍高于维语组,汉语组在动词产生任务时调用更多脑区、信息流更复杂,推测汉语组动词产生的语言神经机制比维语组要更为复杂.
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Granger因果检验对创伤后应激障碍杏仁核效应连接网络的研究
目的：探讨创伤后应激障碍（posttraumatic stress disorder ，PTSD）患者杏仁核与全脑其它脑区间效应连接的改变。方法对经历汶川大地震的57例PTSD患者及77例对照行静息状态下的功能磁共振扫描，采用Granger因果（granger causality ，GC）检验方法分析双侧杏仁核与全脑其它脑区间影响的因果关系，进行组间比较并计算患者的临床用 PTSD诊断量表（clinician-Administered PTSD Scale ，CAPS）评分和异常脑区GC平均值的相关性。结果与对照组相比，PTSD患者杏仁核对内侧额回、扣带回、额上回、额下回、颞上回、颞下回和壳核的影响减弱，对海马和海马旁回、楔叶、楔前叶、丘脑的影响增强；而内侧额回、额中回、颞上回、颞中回、岛叶和壳核对杏仁核的影响减弱，楔叶、楔前叶和海马旁回对杏仁核的影响增强。PTSD患者的CAPS评分与杏仁核对颞上回和颞下回，额中回对杏仁核的影响呈负相关；而与杏仁核对楔前叶的影响呈正相关。结论 PTSD患者杏仁核与全脑其它脑区间的效应连接存在广泛异常，且与患者的症状严重程度相关。
关键词： 创伤后应激障碍 效应连接 Granger因果分析 杏仁核 -
颞叶癫痫发作期患者过度放电起始区及脑电的传递方向
目的：研究颞叶癫痫发作期患者过度放电起始区及脑电的传递方向。方法收集8例颞叶癫痫发作（观察组）患者及8例查体健康者（对照组）16导头皮脑电图（ EEG）数据，应用Granger因果分析方法，计算频域定向传递函数（ DTF）矩阵，判断因果关系；基于DTF计算因果流，确定起始区的位置，观察脑电信号从起始区向其他脑区的传递方向。结果观察组两个脑区的信号传递存在因果关系，过度放电起始区颞区的DTF值为0．06545±00．152，对照组左、右侧颞区的DTF值分别为0．042863±0．0064、0．038488±0．0143，观察组与对照组比较，P均＜0．001。因果流值＞0．5的区域（有效传出区）：2例位于左前中颞区F7、T3；2例位于左中后颞区T3、T5；1例位于左后颞区T5；1例位于左前中后颞区F7、T3、T5；1例位于右中颞区T4；1例位于右中后颞区T4、T6。因果流值＜-0．5的区域（有效传入区）：左侧6例在前额区Fp1、Fp2或者额区F3、F4有分布；右侧2例不存在因果流值＜-0．5的区域。对照组不存在因果流值＞0．5或者＜-0．5区域。结论颞叶癫痫发作期患者过度放电起始区位于颞区，脑电传递方向从颞区传递到其他脑区，主要集中传递到额区。
关键词： 颞叶癫痫 脑电 Granger因果分析 定向传递函数 因果流 -
帕金森病患者局部场电位信号多频耦合特征分析
丘脑底核神经活动与帕金森病症状密切相关,其局部场电位提供了丰富的神经波动成分信息.在震颤状态下,局部场电位信号中可见震颤频率及其倍频谱峰,这种多倍频现象中各成分间的相互关系很可能与震颤发生的神经机制有关.为确定各神经活动成分间的相互耦合关系,对9名帕金森病患者局部场电位进行跨频率相关分析,结果表明在震颤频率与其倍频成分之间存在明显相关,互相关系数在0.18～0.50范围内.Granger因果分析表明震颤基频对2倍频成分、震颤基频和2倍频成分对3倍频的发生有贡献作用.在双谱分析中发现震颤基频和2倍频、3倍频成分间存在二次相位耦合作用,说明高频段倍频成分的产生与低频段倍频成分间的非线性耦合有关.本研究证实了震颤相关的基底神经节活动的多个波动成分并不独立,互相间存在线性和非线性交互作用关系,进一步揭示了震颤发生的复杂神经机制.
关键词： 帕金森病震颤 局部场电位 多倍频现象 Granger因果分析 双谱分析 -
高温对人脑执行功能影响的 fMRI 研究
目的：采用 Granger 因果分析(GCA)方法探讨高温状态下被试者进行注意网络(ANT)任务中执行网络激活区域间的因果关系。方法将30例男性健康被试者随机分为试验组与对照组,每组15例。分别在高温(50℃)与常温(20℃)下进行 ANT 并采集功能磁共振(fMRI)数据。利用 SPM8对 fMRI 数据进行分析,对脑激活结果进行 Granger 因果分析,并分别计算常温及高温组激活脑区间 Granger 因果关系(GC)值与反应时间之间的相关性。结果2组比较 Granger 因果分析显示：前扣带回对背外侧前额叶皮质的影响增强、背外侧前额叶皮质与右顶上小叶双向因果关系增强、右顶上小叶与右顶下小叶因果关系减弱、右顶下小叶对背外侧前额叶皮质因果关系增强。常温组的反应时与右顶上小叶对背外侧前额叶皮质的影响呈负相关(r=-0.558,P=0.031),高温组无明显相关(r=0.355,P =0.257)。结论高温负荷影响了执行网络脑区间有效连接,这种有效连接的变化影响了人脑的执行控制能力。
关键词： 注意网络 Granger因果分析 高温
