基于EEG的工作記憶功能網絡構建與分析.pdf

1、工作記憶（WM）是一種相對較短時間范圍內的記憶形式，能夠讓大腦同時處理多種信息。它是位于知覺、記憶與計劃交界面上的重要系統，在學習、運算、推理、語言理解和決策等復雜的認知活動中起關鍵作用。隨著認知神經科學的發(fā)展，先進的腦成像技術已逐步成為認知心理學研究的重要工具。此外，大腦的各種功能又都是由多神經元或多腦區(qū)相互連接，相互作用來完成的。因此，采用腦成像技術，從腦網絡的角度來分析工作記憶時腦區(qū)之間相互連接、相互作用關系，對研究大腦的工作方式

2、和WM的神經加工機制都有重要意義。
　　本文采集人類腦電圖（EEG）作為信號源，對其進行經典相干分析，構建WM功能網絡（functional network），并運用圖論方法分析所構建網絡的拓撲特性，從而探討工作記憶的神經機制。具體內容包括：
　　1）基于同步性分析的復雜網絡的建立和基于圖論的網絡分析方法。本文采用的信號同步性分析方法是算法簡單、物理含義明確的經典相干分析法。記憶狀態(tài)的相干系數矩陣減去靜息態(tài)矩陣，基于相干系數

3、差值構建功能網絡，簡潔、直觀，并且消除了無關因素的干擾。圖論和復雜網絡理論為WM功能網絡的拓撲特性分析提供了一種系統、定量的方法。
　　2）實驗范式設計和實驗平臺搭建。設計2個延遲響應任務實驗，分別讓受試者記憶可言辭表達的字母串和非言辭表達的抽象畫，來研究WM的兩個平行子系統——語音回路（phonological loop）和視空間模板(visual-spatial sketch pad)，兩個實驗結果作為一個整體又可以探討WM的

4、中央執(zhí)行系統（central executive）。利用腦電信號放大器，通過C++編程在Windows XP系統下開發(fā)了包括刺激呈現、信號采集放大、信號存儲等模塊的實驗平臺。
　　3）WM過程中的專家化腦區(qū)。通過分析WM功能網絡的拓撲特性，發(fā)現大腦后顳葉（posterior temporal lobe）在WM過程中發(fā)揮著重要作用和職能。與靜息態(tài)相比，WM過程中，后顳葉（T5、T6）與其它腦區(qū)的θ（4~7 Hz）相干明顯增強，表明后