静息状态下脑网络建模及功能连接特性

实验采集静息状态下功能磁共振成像数据,经预处理后结合种子相关分析方法、t-检验法以及复杂网络理论和方法构建正常人脑功能网络.针对脑网络构建中种子相关分析法存在阈值设定随意性大的问题,引入两个原则,即设定的阈值需保证网络的整体性和小世界特性,使建立的脑网络模型充分具有实际系统的特征.在建模基础上进一步研究脑网络功能连接特性,发现网络具有明显的小世界特性;并通过计算网络中心化指标推测出后扣带回、楔前叶、楔叶以及顶上小叶等是静息状态下脑功能网络的关键脑区.     

静息状态脑活动及其脑功能成像

目前应用无创性磁共振功能成像技术的脑功能成像研究常把无任务的静息状态作为对照,特定的脑功能区活动是任务状态脑活动与对照状态相减所得.但是近年来研究发现,所谓静息状态时大脑也存在功能活动.显然这种脑活动将会影响与目的任务相关的脑功能成像结果以及对这种结果的解释.因此理解静息状态脑活动及其生理意义,对解释脑功能成像的结果以及全面了解大脑功能具有重要意义.文中就静态脑活动的研究背景、存在证据、活动特点、生理意义及其功能成像研究进展做简要评述.     

基于复杂网络的三种眼睛状态下脑功能连通性比较

尝试构建不同眼睛状态下的静息态脑功能网络,研究睁眼、闭眼和自由状态下的大脑网络拓扑结构差异.招募了13例被试者,用一台3T的西门子磁共振仪,获取了3种眼睛静息状态下各8min的功能磁共振数据,并同时采集了结构像.随后,构建3组被试者的功能连通矩阵,计算其复杂网络的全局特征系数、局部特征系数等测度参数.对测度进行方差分析与双样本t检验,以统计分析被试者之间的差异.我们发现,所有的状态在合适的稀疏度下,展现了小世界特性;相比于其他状态,闭眼状态下的全局效率较低.自由状态在复杂网络的各项测度上接近睁眼状态.综上所述,该项研究展现了睁眼、闭眼、自由状态对人脑功能连通网络的影响,并为眼睛状态如何影响功能磁共振实验提供了关键的证据.     

静息态脑区的活动特征研究

静息态脑区的活动处于一种相对稳定的状态。但是,静息态机能性磁共振成像(functional Magnetic Resonance Imaging,fMRI)实验中,被试者可能会受到各种噪声的影响,因此,统计分析所得到的静息态脑区的活动强度和体素数都可能受此影响。为了更进一步研究静息态脑区的活动特点,分别对16名被试采集了8′14″的静息态fMRI数据,将这些数据按照时间等分为5个部分,对每个部分分别采用低频振幅方法进行分析。实验结果显示:楔前叶和后扣带皮层包含活动体素的个数随时间变化较小,处于一种相对稳定的状态;额内侧皮层和顶下小叶中活动体素个数随时间变化差异较大,处于不是很稳定的状态。实验结果表明,静息态脑区中,楔前叶和后扣带皮层对于外界噪声的干扰不敏感,额内侧皮层和顶下小叶对于外界噪声比较敏感。     

面向用户的Internet链路状态探测与预报

构造了一个面向Internet一般用户的探测链路当前状态与预报未来状态的框架．利用pathchar和packetpair等探测方法与工具来测量网络路径延迟，得到网络链路的带宽等状态参数，并采用TCPdump对用户所在局域网的网络业务进行收集与建模．用户根据探测的链路带宽和本地网络的业务状态，对未来状态进行预测，并主动控制自己的网络行为．利用EVT，提高了链路带宽估计的精度，使用RARIMA模型，对网络业务和链路状态进行预报．实际到量与预报数据表明本方法是正确有效的．     

静息态人脑功能网络的小世界特性

研究了静息态下健康人脑的功能连接模式有助于理解人脑在正常或疾病状态下的功能活动规律.利用小波变换从健康志愿者静息态的功能磁共振成像中提取时间序列,计算90个脑区的相关性,设定阈值建立脑功能网络的无向简单图,然后计算特征路径长度和聚类系数,并对度分布进行拟合.结果显示:脑功能网络具有规则网络的大聚集系数又具有随机网络的小特征路径长度,度的拟合显示具有指数截断幂律分布,即脑功能网络具有小世界特性.     

AS级Internet网络拓扑的中心性测量

复杂网络的中心化研究讨论的是网络中节点的中心化程度,对复杂网络的中心化测量可以实现在结构复杂、规模庞大的网络中准确而迅速地发现中心化节点,从而对网络进行有效的管理.研究了AS级Internet的中心化测量问题,基于CAIDA 2011年2月的AS级探测数据,分析计算了Internet的度中心值、介数中心值以及紧密度中心值,进一步探讨了三者之间的关系.经研究发现三者均能有效地找到网络中的中心化节点,但是紧密度指标较之前两者更能体现网络全局性,其准确度要高于度指标和介数指标.     

基于静息态fMRI的人脑功能网络的小世界特性

从19个健康志愿者静息态的功能磁共振成像中提取了时间序列,计算了90个脑区的功能相关性,设定阈值建立脑功能网络的无向简单图,然后计算了一些网络测度.结果显示人脑功能网络具有小世界特性;性别分层后并没有发现各网络测度在全脑水平有显著性的性别差异.     

基于近似熵静息态fMRI的大脑功能性别差异研究

引入度量时间序列复杂度的近似熵(ApEn)方法探讨健康年轻成人静息态下大脑功能性别差异.利用功能磁共振成像(fMRI)技术对74名健康年轻成人(其中:男36名,女38名)进行扫描以获取静息态fMRI数据,使用DPABI软件进行数据预处理,采用ApEn方法比较健康男女大脑功能活动,确定健康男女大脑功能活动的差异区域.结果发现,较男性健康组,女性健康组在右侧枕中回、右侧角回、右侧颞中回及双侧楔前叶的ApEn值更高;较女性健康组,男性健康组在右侧梭状回、右侧枕下回、右侧舌回、左侧额中回及左侧背外侧额上回的ApEn值更高.该结果表明,静息态下大脑功能活动存在性别差异,尽管差异区域与以往线性方法得到的结果并不完全一致,但都一致认为这些差异可能与大脑结构以及行为和认知上的性别差异有关.     

基于点权的混合K-shell关键节点识别方法

复杂网络中,评估节点的重要性对于研究网络结构和传播过程有着重要意义.通过节点的位置,K-shell分解算法能够很好地识别关键节点,但是这种算法导致很多节点具有相同的K-shell (Ks)值.同时,现有的算法大都只考虑局部指标或者全局指标,导致评判节点重要性的因素单一.为了更好地识别关键节点,提出了EKSDN(Extended K-shell and Degree of Neighbors)算法,该算法综合考虑了节点的全局指标加权核值以及节点的局部指标度数.与SIR(Susceptible-Infectious-Recovered)模型在真实复杂网络中模拟结果相比,EKSDN算法能够更好地识别关键节点.     

网络的平均度和规模对部分同步状态的影响

本文从序参量和复杂度2个角度考察网络的平均度和规模对网络的部分同步状态的影响。结果表明,无论对于度分布比较均匀的随机网络、小世界网络还是度分布异质性比较强的配置无标度网络,只有在网络处于部分同步状态时,平均度才对序参量有显著的影响:平均度的增加使得3种网络的部分同步状态变好,相应的序参量变大;在不同的耦合强度区域,复杂度表现出不同的变化规律。当耦合强度较小时,随着网络规模的增加,网络部分同步状态变差,相应的复杂度变小。而对于规则的近邻耦合网络,网络平均度的增加使得网络的同步状态变好、复杂度增加,而网络规模的增加则使得网络的同步状态变差、复杂度减小。     

基于介数影响矩阵的通信网络节点重要度评价方法

针对网络节点重要度受到多因素影响的问题,提出了一种基于介数影响矩阵的重要度综合评价方法。该方法依据网络拓扑结构对传播重要度的影响,采用节点介数作为基础重要度指标,刻画了节点对最短路连通的控制能力,然后综合考虑各节点间的节点度、距离、最短路径等因素的影响,描述了节点度、位置和连通分支的差异;通过引入距离衰减控制影响的强弱,给出了直接与间接影响间的差异,最后结合提出的基于贡献的介数计算，实现了对节点重要度的客观评价。     

基于复杂网络的区域空气污染PM_(2.5)分析

把复杂网络方法应用于空气污染指数PM_(2.5)的研究。对中国区域的PM_(2.5)数据通过相关分析建立了相关性复杂网络。通过对网络的特质性质如节点度、社区结构、模体等性质的分析表明,能够有效分析出主要污染城市,空气污染城市具有群聚现象,需要一起进行治理,这与现实中的现象相符。由于污染空气的流动性性质,分析空气污染城市的群聚性对于空气污染的治理有一定的参考意义。     

存在单重丢包的离散复杂网络状态估计研究

针对存在单重丢包的一类离散复杂网络,研究丢包率未知的情况下这类离散复杂网络的状态估计问题。将丢包描述成独立同分布的Bernoulli随机变量形式,利用Lyapunov稳定性理论与随机分析方法,提出以线性矩阵不等式形式描述的离散复杂网络状态估计器存在的充分条件。通过仿真验证,结果表明文中建立的状态估计器能够有效地估计出网络的状态。     

欠平衡井底附近岩石应力状态分析

由于欠平衡钻井具有大幅度提高钻速、有效保护油气层和降低钻井成本等优点,被广泛应用于国内外各大油田,但对欠平衡钻井井底岩石应力状态特点的相关研究较少。本文以欠平衡钻井井底附近井眼为研究对象,通过分析地应力、孔隙压力、液柱压力等对井底岩石机械力学特征变化的影响,来研究欠平衡条件下非渗透性井壁和渗透性井壁岩石的破碎效率、井斜、井壁稳定等问题。研究结果表明：井底附近岩石力学性质受地应力、孔隙压力、井眼及液柱压力等的综合作用。非渗透岩石时,欠平衡钻井破岩效率高,机械钻速大,井壁集中力大,易井斜;渗透井壁时,随渗透率的增大,欠平衡钻井破岩效率降低,机械钻速减小,井壁集中力减小,井斜倾向变小。     

交通运输网络节点重要度评价体系研究

节点重要度评价是交通运输网络规划的基础性工作.交通运输网络是复杂加权网络,它的节点重要度不仅与路网拓扑结构有关,还与阻抗和运输能力密切相关.借鉴复杂网络和通信网络的研究成果,结合交通运输网络特性,提出交通运输网络的节点重要度应该从拓扑结构、最短路径和运输能力三个层次上分析.并根据交通分担率和失效后果来界定节点重要度,分别引入和建立了相应的重要性指标,形成较为完整的评价指标体系.     

多工作状态环形光网络的可靠性评估

提出对具有故障恢复和生存能力的大型网络系统的可靠性研究应分多工作状态进行的思想,定义了多工作状态复杂对象的可靠性参数和表征其工作态的性能参数"系统功能值",并在此基础上给出了多工作状态对象的可靠性评估模型,用于对双环形光纤工业专用网进行了可靠性分析.仿真结果表明:网元服从指数故障分布时,网络规模越大可靠性随环境的恶化降低越快,90节点网络的可用度环境因子为100时比环境因子为1时降低了91%,而30节点时只降低了3%;网元服从威布尔故障分布时网络可靠性随工作时间延长而降低,使用寿命随工作状态要求降低而提高,30节点网络使用寿命在"好"和"一般"要求下,分别比"很好"要求下延长了38%和46%,说明对网络的可靠性研究应分工作状态进行.     

记忆状态下儿童青少年脑α波特点的研究

对24名7～18岁的儿童青少年进行脑电图记录,比较其在静息状态和记忆状态下脑电α波特点.结果表明:1)记忆状态下被试α波分布的熵值明显升高;2)记忆状态下α波平均频率显著上升;3)记忆状态下11,12,13Hz等高频脑波所占比率显著上升;4)高频脑波所占比率的上升在前脑和左脑更加明显.     

复杂性疾病血栓前状态指标变化的共性研究

为研究复杂性疾病患者在血栓前状态的共性并探讨其意义,采用流式细胞仪、ELASA法、放射免疫法、全自动血凝分析仪等技术方法,检测复杂性疾病患者血小板表面P-选择素(CD62p)的表达,血浆组织型纤溶酶原激活剂(t-PA)及血浆组织型纤溶酶原激活抑制剂(PAI-1)、血清内皮素(ET-1)及凝血4项即血浆纤维蛋白原(FIB)水平、活化部分凝血活酶时间(APTT)、凝血酶原时间(PT)、凝血酶时间(TT)。结果表明:与正常对照组比较,复杂性疾病组血小板表面CD62p的表达及血浆PAI-1水平明显升高(P<0.05);复杂性疾病组血浆t-PA的含量明显降低(P<0.05);与正常对照组比较,肿瘤组血清ET-1水平明显升高(P<0.05)。上述指标与疾病组间比较差异无显著性(P>0.05);与正常对照组比较,各疾病组APTT时间明显缩短(P<0.05);与正常对照组比较各疾病组血浆FIB浓度明显升高(P<0.05)。其中肿瘤组血浆FIB浓度的变化比其他3个疾病组更为明显;与正常对照组比较,肿瘤组、糖尿病组及高血压组PT时间明显缩短(P<0.05);APTT,PT,TT进行疾病组间比较差异无显著性(P>0.05)。由此得出结论:复杂性疾病患者血小板活化、凝血功能增强、纤溶功能减退,存在明显的血栓前状态。血栓前状态可能是贯穿于复杂性疾病发生、发展过程的共同病理生理机制之一。     

基于兴趣值的适应度模型的研究

提出了一种基于兴趣的网络模型,通过给每个网络中已存在的节点分配一个兴趣值,兴趣值与该节点的适应度和节点的度有关.重新建立网络模型,实验结果表明,该网络具有幂律分布.