發(fā)布時間：2020-12-15 05:32

　　人類大腦是一切活動的指揮中心,因此理解大腦的結(jié)構(gòu)和功能是十分有意義的。腦科學(xué)研究中功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,fMRI)技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用,防止和治療大腦疾病提供了可靠的依據(jù)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)屬于機(jī)器學(xué)習(xí)中進(jìn)行模型識別的有效工具,它是由人的大腦演變而來的,能夠?qū)崿F(xiàn)非常強(qiáng)的非線性映射功能。本文基于靜息態(tài)的功能磁共振成像技術(shù),利用隨機(jī)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)集群方法分別對阿爾茨海默氏癥(Alzheimer’s disease,AD)和自閉癥(Autism spectrum disorders,ASD)展開研究。主要研究內(nèi)容如下:(1)首先提出了隨機(jī)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)集群方法。單個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有計算量小、容易實現(xiàn)的優(yōu)點,但又存在分類效果不穩(wěn)定的問題。隨機(jī)挑選樣本和特征產(chǎn)生大量神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)后,將多個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)合并在一起,形成了隨機(jī)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)集群。隨機(jī)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)集群有效地解決了傳統(tǒng)的降維方法中信息損失的問題,泛化性能也得到了提高。(2)利用隨機(jī)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)集群對阿爾茨海默氏癥患者展開研究,分析了靜息態(tài)下阿爾茨海默氏癥患者大腦的功能性連接模式。首先,將每個被試大腦的功能連接作為特征,... 

【文章來源】：湖南師范大學(xué)湖南省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：57 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１?ｆｌＭＲＩ設(shè)備圖??

備獲取數(shù)據(jù)的過程較復(fù)雜；ＥＥＧ具有低空間分辨率和高時間分辨率；ＭＥＧ設(shè)備采集??成本偏高；ｆＭＲＩ具有高空間分辨率和低時間分辨率，有利于ｆＭＲＩ通過施加特定的??認(rèn)知任務(wù)作用于指定的感覺器官等。ｆＭＲＩ設(shè)備如圖１－１所示。目前，腦成像技術(shù)發(fā)??展迅速，這些技術(shù)的快速發(fā)展為理解大腦的結(jié)構(gòu)和功能提供了堅實基礎(chǔ)。??＿??圖１－１?ｆｌＭＲＩ設(shè)備圖??１．２功能磁共振成像技術(shù)概述??１．２．１磁共振成像??磁共振成像（ＭＲＩ）是隨超導(dǎo)體技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而日益成熟的一種成像技??術(shù)，它的基礎(chǔ)是核磁共振成像。??核磁共振分為吸收能量和釋放能量兩個部分。原子核是攜帶電荷的，原子核的自??身結(jié)構(gòu)決定其自旋量子數(shù)記為Ｒ，不同的原子核的Ｒ是不一樣的，Ｒ的數(shù)目決定自旋??角動量（Ｐ）［１２］。磁矩的產(chǎn)生是原子核的自旋，它的大小是與Ｒ成正比，它的方向是原??子核自旋方向一致，其方向的取值會有２Ｒ＋１種可能。??－２－??

流量增加??｜含氧血紅蛋白?Ｊ磁共振信號??｜?含量增加?｜?１強(qiáng)度減弱??圖１－２?ＢＯＬＤ－ｆＭＲＩ成像過程??為了得到大腦靜息態(tài)和任務(wù)態(tài)的腦激活狀態(tài)，主要是分為三步。首先釆集磁共振??成像圖像，其次是對磁共振成像圖像進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，最后對磁共振成像圖像進(jìn)行統(tǒng)計??分析。??１．３功能連接的常用研究方法??目前，科學(xué)家們研宄大腦的功能活動主要是采用功能分化和功能整合原則。功能??分化（ｆｌｍｃｔｉｏｎａｌ?ｓｅｇｒｅｇａｔｉｏｎ）是指將大腦的每個腦區(qū)進(jìn)行功能定位，每個腦區(qū)所執(zhí)行的??具體功能是不一樣的，不一樣的腦區(qū)負(fù)責(zé)執(zhí)行不一樣的任務(wù)，尋找與特定刺激相對應(yīng)??的具體腦區(qū)Ｗ，腦功能分化如圖ｌ－３（ａ）所示。不同的腦區(qū)所負(fù)責(zé)的對應(yīng)的功能也是不??一樣的，比如人類大腦執(zhí)行在看書和閱讀的指令時，負(fù)責(zé)執(zhí)行這兩項任務(wù)的腦區(qū)也是??不同的。雖然每個特定的腦區(qū)對應(yīng)執(zhí)行特定的任務(wù)


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