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基于fMRI数据构建脑功能网络的方法(2010年)

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简介:
本文介绍了2010年提出的一种基于功能性磁共振成像(fMRI)数据来构建和分析脑功能网络的新方法。该技术为理解大脑复杂的工作机制提供了有力工具,开启了深入研究人类认知过程的大门。 人脑可以通过复杂网络的方法进行定量分析。为了基于功能磁共振成像数据构建脑功能网络,首先将全脑分割成90个功能区域,并将其定义为一个节点;然后通过计算各脑区的平均时间序列之间的相关系数来确定各个节点之间是否连接以及如何连接;最后生成一系列不同密度的无向、无权图以分析其统计特性。研究结果显示所构建的功能网络具有小世界拓扑结构,这种构建方法可以应用于某些认知障碍的临床诊断中。

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  • fMRI2010
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    本文介绍了2010年提出的一种基于功能性磁共振成像(fMRI)数据来构建和分析脑功能网络的新方法。该技术为理解大脑复杂的工作机制提供了有力工具,开启了深入研究人类认知过程的大门。 人脑可以通过复杂网络的方法进行定量分析。为了基于功能磁共振成像数据构建脑功能网络,首先将全脑分割成90个功能区域,并将其定义为一个节点;然后通过计算各脑区的平均时间序列之间的相关系数来确定各个节点之间是否连接以及如何连接;最后生成一系列不同密度的无向、无权图以分析其统计特性。研究结果显示所构建的功能网络具有小世界拓扑结构,这种构建方法可以应用于某些认知障碍的临床诊断中。
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    《大脑结构网络与功能网络》一书聚焦于探讨大脑内部神经元连接模式及其对认知功能的影响,深入分析了结构网络如何支持和塑造各种脑活动模式。 脑结构网络与脑功能网络:刘颖、赵卉的研究表明,大脑通过其复杂的结构连接和功能连接形成了具有小世界属性的独特拓扑性质的复杂网络。研究这些大脑网络及其特性对于理解大脑的工作原理至关重要。
  • 互样本熵与应用
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    本研究提出了一种基于互样本熵的方法来构建和分析脑电功能性网络,旨在深入理解大脑功能连接性及其在不同认知状态下的变化。 近年来,通过建立脑网络模型来探索大脑功能及理解脑疾病的发生机制已成为神经科学研究的热点领域。本段落提出了一种新的构建脑电网络地形图的方法,并探讨了其应用价值。首先对原始脑电信号进行截取处理,然后使用小波包变换技术将得到的时间序列分解到频率域;接下来计算每个通道间两两之间的互样本熵值,最后通过拓扑作图的方式生成基于互样本熵的脑电网络地形图。研究表明,所提出的方法能够在一定程度上反映不同的脑功能状态,并可能为分析大脑功能、诊断临床脑部疾病提供一种新的有效途径。
  • MatlabfMRI时间序列提取与连接矩阵代码
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  • 现代通信技术交通模型 (2008)
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    本研究探讨了利用现代通信网技术建立高效、实时的交通网络模型的方法,旨在优化城市交通管理与信息服务。发表于2008年。 本段落探讨了利用通信网理论对交通网络进行建模及优化的方法。首先分析了交通网络的特点,并将其类比为具有固定带宽与节点交换能力的通信网传输定长IP包的过程。通过运用图论,以最小工程成本为目标,实现了线路和枢纽在路径选择和容量上的最优化配置。 具体而言,在立交桥的设计中,采用多端单向边全连接的方式进行规划,并发现增加一个中间转接点可以有效减少道路建设数量:对于5个路口的立交桥来说,所需的道路数由20条降至18条;而对于6个路口的情况,则从30条减至24条。此外,排队论被引入以分析线路拥堵时的数据分布情况。 最终得出结论认为,将现代通信网技术应用于交通网络的研究中能够为交通环境评价、解决交通优化及规划问题提供有价值的理论参考。
  • 连接工具箱分析(MATLAB)
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    本工具箱为科研人员和工程师提供了一套全面的解决方案,用于在MATLAB环境下进行复杂的人类及动物脑网络分析。它集成了多种算法来研究脑功能网络和结构连接性,从而深入理解大脑的工作机制。 《脑功能网络与脑网络分析:MATLAB中的Brain Connectivity Toolbox详解》 在神经科学领域,研究大脑区域之间的相互作用模式是重要的方向之一。这通常需要复杂的统计和数学方法来揭示这些交互关系的性质。在此过程中,一个非常有用的工具就是Marcel van den Broek教授及其团队开发的开源MATLAB工具箱——Brain Connectivity Toolbox(BCT)。这个强大的资源为研究人员提供了探索大脑连接性和网络结构所需的算法与可视化手段。 **一、主要功能** 1. **构建脑网络**:用户可以利用各种数据类型,如fMRI, DTI或电生理学数据,在不同的阈值下自定义权重计算方式来构造复杂的脑网络。 2. **计算属性和指标**:BCT能够评估多种基本的与高级别的网络统计数据,包括节点度、聚类系数、平均路径长度等基础统计量以及小世界指数、无标度性指数等复杂特性。 3. **模块检测算法**:通过Louivain方法和谱分割法等多种社区结构识别技术来发现大脑中具有相似功能的区域集群。 4. **富集分析与动力学模拟**:对模块内部节点的功能进行深入研究,以确定特定脑区在网络中的角色;同时也支持动态网络模型建立及仿真。 5. **可视化工具包**:提供绘制节点图、矩阵图和模块分布图等功能来帮助研究人员更好地理解复杂的网络结构。 6. **统计比较与验证方法**:BCT还包含了用于对比不同条件下属性差异的统计手段,以及非参数检验和蒙特卡洛模拟等技术。 在实际应用中,BCT已经被广泛应用于认知科学、精神疾病研究等多个领域。例如,在抑郁症患者的研究过程中,通过分析其脑网络特征来识别异常;而在学习与记忆机制探究方面,则有助于揭示大脑相关区域的功能联系。 总之,《Brain Connectivity Toolbox》为研究人员提供了一整套工具以深入挖掘并理解复杂的脑功能网络和结构特性,并且对于推动神经科学领域的研究有着不可忽视的作用。无论新手还是经验丰富的科学家都能从中受益,从而更有效地进行脑连接性分析工作。
  • BrainSMART工具包在Matlab中格兰杰因果关系).zip
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    本资源为BrainSMART工具包,用于在Matlab环境中构建基于格兰杰因果关系的大脑功能连接网络。适用于神经科学与数据分析领域研究者。 版本:matlab2019a 领域:基础教程 内容:Matlab bsmart工具包用于构建大脑功能网络(格兰杰因果).zip 适合人群:本科、硕士等教研学习使用
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