不同复杂度心算任务基于脑电的因果连接流增益研究

已有的关于心算脑电的研究大多是从时域角度出发,该文旨在从频域上研究三种不同复杂度心算任务的多通道脑电的因果连结流增益特征变化,以及在不同脑区之间的差异。利用定向传递函数的方法估计得到因果连接矩阵,计算δ、θ、α、β、γ频段下信息流增益特征,得到三种任务流增益均在中央-顶叶较活跃;并且复杂的心算相对于简单心算引起了F4通道的流增益活跃。不同脑区比较得到三种任务在高频段,尤其是β频段更具有显著性差异。复杂的心算能够增加右侧额区和高频段左颞区的信息流活动,减少顶区的信息流活动。     

基于功率谱分析的头皮电位和心率变异性关系研究

通过对数学运算任务中头皮脑电信号和心率变异性的功率谱分析,研究了头皮脑电活动和心脏自主神经活动的关系.实验显示：数学运算过程中心率明显增加（P〈0.01）,心率变异性功率谱总能量减少（P〈0.05）,归一化高频功率明显降低（P〈0.01）,归一化低频功率明显升高（P〈0.01）;数算时脑电信号的α节律相对功率显著降低（P〈0.05）,θ节律谱能量值显著增加（P〈0.05）,相关分析显示F8、FT8、C4、P4和T8导脑电信号的θ节律功率谱能量值与心率变异性谱成分具有显著相关性（P〈0.05）.结果表明,数算任务中大脑有意识的精神活动增多,大脑中枢神经活动减少与心脏自主神经活动有关,脑中央前回、顶区和颞叶通过增加交感神经活动和减少迷走神经的作用来影响心率,它们在调节心脏自主神经活动中起重要作用.     

不同运动方式对单纯性肥胖患者自主神经功能影响的对比研究

研究12周有氧运动抑或抗阻训练对单纯性肥胖患者自主神经功能影响的差异性.把55名肥胖患者随机分为有氧运动组(AE组,n=18)、抗阻训练组(RT组,n=18)和安静对照组(RC组,n=19).AE组进行有氧运动,RT组进行抗阻训练,时间均为12周(3次/周),RC组保持安静状态.分别于实验前后利用无创检测技术测定受试者的心率变异性(HRV)、血压变异性(BPV)和压力反射敏感性(BRS).实验后,AE组心率、血压、LF、LF/HF和LFSBP下降(P0.05或P0.01),HF和BRS升高(P0.01);RT组心率无显著性变化(P0.05),血压和LFSBP下降(P0.05或P0.01);RC组血液动力学及自主神经功能参数均无显著性变化(P0.05).因此,不同运动方式对单纯性肥胖患者自主神经功能均可产生积极影响,但机制不同,其中有氧运动降低交感调制,增加迷走张力,改善压力反射功能,而抗阻训练则减弱交感缩血管调制,对迷走调制以及压力反射功能无明显影响.     

长期有氧运动对原发性高血压患者心血管自主神经功能的调节

30名原发性高血压患者随机分为运动组和对照组.运动组进行24周有氧运动,对照组保持日常生活习惯不变.实验前后分别测定心率、血压、心率变异性(HRV)、血压变异性(BPV)和压力反射敏感性(BRS),探讨长期有氧运动对原发性高血压患者心血管自主神经功能的影响,以期为制定特异性的运动处方提供依据.结果发现,实验前,两组各指标均无显著性差异(P0.05).实验后,组内与运动前比较,运动组安静心率(P0.01)、收缩压(P0.05)和舒张压(P0.05)下降,HRV总功率(TP)、高频功率(HF)和标准化高频功率(HFn)升高(P0.01),HRVLF/HF降低(P0.01),BPV低频功率(LF)和标准化低频功率(LFn)降低(P0.01),BRS升高(P0.01),对照组所有指标均无显著性变化(P0.05);组间比较,运动组心率(P0.01)、收缩压(P0.05)和舒张压(P0.05)均低于对照组,HRV TP、HF、HFn和BRS高于对照组(P0.01),HRV LF/HF(P0.01)、BPV LF和LFn(P0.01)均低于对照组.结果提示,长期有氧运动可降低原发性高血压患者安静心率和血压,其机制可能与心血管自主神经功能改善有关,即心交感和交感缩血管神经调制减弱,迷走神经张力和压力反射功能增强,交感―迷走平衡呈现迷走优势.     

视听工作记忆的相位同步与跨频耦合研究

为了深入了解视听工作记忆中的神经机制和节律耦合规律,采集了视听工作记忆任务脑电数据,通过时频分析确定关键节律及核心电极,并使用多变量模式分析确定关键时间段。theta相位同步在记忆呈现期至关重要,其中额颞叶同步参与听觉记忆,额顶叶同步参与视觉记忆,而theta和alpha的跨频耦合只在特定记忆模态的相关脑区有显著增强。工作记忆任务相关脑区通过远端theta同步协调中央执行功能,alpha同步协调记忆存储缓冲功能,theta-alpha耦合整合不同模态功能间的信息,揭示了视听模态工作记忆的部分神经机制。     

抑郁症患者静息态枕叶θ,α频段能量偏侧化与视觉注意功能损伤的相关研究

目的:探究静息态下抑郁症患者枕叶能量偏侧化与持续注意功能的相关性.方法:对26名抑郁症患者和22名健康志愿者进行静息态脑磁图描记对比,用小波变换分析脑磁信号时频.对比抑郁组和对照组枕叶θ,α频段能量强度和偏侧性,用持续注意测验检测被试的注意/警觉功能,分析患者注意功能和枕叶能量偏侧性的相关.结果:抑郁组的左侧枕叶的θ,α频段能量显著低于对照组(P=0.019;P=0.037),抑郁组的枕叶θ频段能量存在一个显著的右偏侧化(P=0.028).抑郁组持续注意测验得分显著低于对照组(P=0.001),且与枕叶θ,α频段能量呈显著负相关(P=0.004;P=0.034).结论:抑郁症患者静息状态下枕叶θ,α频段能量的异常偏侧化可能预示着半球间功能失衡,影响其持续注意功能.     

酗酒者认知脑电能量的头皮分布

为了理解酗酒对大脑功能的影响,已有研究多数是对被试者的脑电各节律特性分别进行分析,而缺乏分布特性研究.通过3种不同类型的实验,对酗酒者和正常对照组的脑电节律能量的头皮分布进行深入分析.结果表明,在3种不同认知任务下,酗酒者的α节律、δ节律和θ节律在枕区的能量都显著低于正常对照组;而酗酒者脑电β和γ节律在额区与颞区的能量显著高于正常对照组.不同的实验任务对各节律影响也不尽相同.α节律随着任务的不同,能量大小发生变化;枕区的θ节律、额区和颞区的δ节律能量分布在不同任务条件下也各不相同;而β能量则不受实验任务的影响.不同实验类型下酗酒者额区的脑电γ能量有所不同,而正常人却没有显著变化.因此慢波节律在不同区域能量的降低和快波节律在不同脑区能量的增加可能表明酒精长期作用会对大脑造成一定程度的损伤,进而影响大脑的认知过程,而且这种影响还通过皮层电活动头皮分布特性的不同得以体现.     

瑜伽完全呼吸对心脏自主神经调节功能影响的实验研究

目的:实验观察心脏自主神经调节功能对瑜伽完全呼吸的急性反应及慢性适应.方法:采用MCA-3C心脏(功能)信息综合检测仪记录分析比较了女大学生(n=9)完全呼吸锻炼前、中、后10分以及五周完全呼吸训练(每周5次,每次30 min)前后的心率变异性时域及频域指标的变化.结果:①与完全呼吸前自然呼吸状态相比,完全呼吸中心率显著加快(P=0.074),SD及P50极显著性增加(P＜0.01).LF.S呈极显著性增加(P＜0.01),HF.S则呈显著性减少(P＜0.05),T.S及LF/HF也呈极显著性增加(P＜0.01).当完全呼吸结束恢复到自然呼吸状态后10分钟上述改变则显著性逆转.②对照组(n=7)各项指标五周前后两次测量之间均无显著性差异(P＞0.05);瑜伽完全呼吸组后测与前测相比,P50显著性降低(P＜0.05),LF.S显著性减少(P＜0.05),LF/HF显著降低(P=0.09).结论:完全呼吸时心率变异性增加,迷走神经紧张性降低和交感神经紧张性升高;完全呼吸训练可使自然呼吸状态下安静时交感神经的紧张性降低及迷走神经的紧张性有所升高.     

损伤识别系统中小波包信号特征量的提取

基于结构损伤识别系统,构建了耦合神经网络模型,阐述了小波包分析技术的原理和方法,对小波基的选取原则进行了分析和探讨,确定了小波基函数DbN中的N以及小波包分解尺度j;从模式识别的观点对结构损伤识别进行了分析,分析了小波包信号能量特征提取的方法。利用小波包多分辨率的特点,提出了以小波包信号成分能量特征向量为结构损伤识别的损伤特征指标,并在实验中得到了良好的识别效果。     

基于小波包和RBF神经网络的压电加速度传感器故障诊断

根据压电加速度传感器故障的特点,提出运用小波包变换和RBF神经网络的故障诊断方法。首先运用小波包分解和重构原理将传感器输出信号分解到不同频段中,提取每个频段的能量作为状态监测的特征向量,作为RBF网络的输入,然后利用最佳的RBF神经网络进行压电传感器故障分类。实验结果表明该方法具有良好的非线性跟踪能力,较高的诊断准确率。