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静息态fMRI多层时间网络的动态和控制特性研究及在老化中的应用

批准号:
62071050
项目类别:
面上项目
资助金额:
57.0 万元
负责人:
龙志颖
依托单位:
学科分类:
医学信息检测与处理
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
龙志颖

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
大脑动态特性是当前的研究热点。针对静息态fMRI(resting state fMRI, RS-fMRI)数据,采用滑窗法可以构建多层时间网络,揭示大脑动态特性。但是滑窗法构建的网络节点连接在窗长内不随时间点波动,因此,可以认为这种脑网络反映的是一种准动态特性。在脑动态特性研究中,我们希望时间窗足够小至单时间点,从而建立大脑真正的动态特性。在真正动态特性的基础上,考察脑网络在不同时间点对脑状态的控制特性成为可能。因此,本项目提出单时间点多层时间网络概念,探讨单时间点多层时间网络的构建,考察RS-fMRI脑网络的动态特性及控制特性。具体研究内容将围绕以下四个方面展开:(1)RS-fMRI单时间点多层时间网络构建方法探讨。(2)基于矩阵分解法的单时间点多层时间网络的动态特性分析。(3)RS-fMRI单时间点多层时间网络的控制特性分析。(4)静息态fMRI单时间点多层时间网络在老化中的应用。
英文摘要
Brain dynamics has been a hot topic recently. Based on resting state functional magnetic resonance imaging (RS-fMRI) data, multilayer temporal network using sliding window can be used to investigate brain dynamics. However, the links between nodes in network based on sliding window do not fluctuate with time points within one temporal window. Thus, networks based on sliding window can only represent the quasi dynamic property of brain. When the time window is small enough and shrinks to one time point, the true dynamic properities of brain can be represented. Based on the true dynamics, it is possible to investigate the controllability of brain networks on brain states with time points. In this project, we are going to propose the concept of multiple temporal network of single time point (MTNSTP), explore the construction of MTNSTP and investigate the dynamics and controllability of RS-fMRI brain network. The project will investigate the following four issues. (1) The construction of MTNSTP based on RS-fMRI. (2)The dynamic analysis of MTNSTP based on matrix decomposing methods. (3) The controllability analysis of MTNSTP based on RS-fMRI. (4) The application of RS-fMRI MTNSTP to aging.
人脑是一个复杂的动态非线性系统。人脑中相互连接的神经元构成复杂的动态脑网络。对脑网络的动态特性考察有助于我们更好的理解大脑的动态加工机制。本项目借助功能磁共振成像(functional Magnetic Resonance Imaging, fMRI) 技术,对静息态fMRI(resting state fMRI,RS-fMRI) 数据构建单时间点动态脑网络,建立群体神经元活动到RS-fMRI 脑网络的动态映射,考察 RS-fMRI 脑网络的动态及控制特性,进而揭示 RS-fMRI 脑加工的动态神经机制。本项目主要完成了以下四个方面的研究内容。(1)提出了交替的隐马尔科夫模型的单时间点动态功能连接分析,实现了单时间点的动态功能连接的构建,表现出比传统的动态功能连接分析方法更好的性能,揭示了脑小血管病以及三维视觉刺激舒适度对脑功能连接动态特性的影响。(2)提出了扩展非负矩阵分解的动态功能连接分析和基于随机卷积的广义动态功能连接分析方法,解决了非负矩阵以及滑窗法的限制,大大扩大了这两种方法在动态功能连接分析中的应用。(3)提出了功能网络的子网络控制模型以及多模态脑网络的子网络控制特性分析方法,揭示了老年痴呆病对脑功能网络的控制特性的影响机理。(4)考察了老年痴呆病人以及脑小血管病人的脑状态的动态特性变化,揭示了这两种病人均导致了脑区活动比较强的脑状态的持续时间的降低,且该状态的动态特性改变与病人的行为性能变化具有一定的关联。
基于功能磁共振成像的三维运动编解码计算模型
  • 批准号:
    61671067
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万元
  • 批准年份:
    2016
  • 负责人:
    龙志颖
  • 依托单位:
基于实时功能磁共振成像的脑状态解码研究
  • 批准号:
    61271111
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    82.0万元
  • 批准年份:
    2012
  • 负责人:
    龙志颖
  • 依托单位:
独立成分分析法在功能磁共振成像数据分析中的若干问题研究
  • 批准号:
    60805040
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万元
  • 批准年份:
    2008
  • 负责人:
    龙志颖
  • 依托单位:
国内基金
海外基金