经颅磁刺激结合脑电技术的情绪加工功能网络研究

人类情绪加工的实现是整个脑功能网络动态协调工作的结果。常见的脑功能网络研究方法包括神经影像活跃脑区的相关分析，和多通道脑电信号（EEG）的相干分析等，这些方法在情绪研究中都已经有涉猎，但是已有的成果缺少更直接的神经活动参与网络运行的证据。本课题利用经颅磁刺激（TMS）技术主动干预大脑加工活动的特性，结合瞬变的脑电活动分析来研究情绪加工的动态脑功能网络，具有很高的学术价值和潜在的应用意义。课题首先通过电生理实验建立基于EEG的情绪加工时序拓扑图；然后设计TMS干预实验验证上述功能网拓扑模型；最后通过比较TMS干预不同情绪加工的脑网络差异，研究不同情绪加工的网络机理差异。课题旨在研究情绪加工过程中信息传递的拓扑图，为情绪加工脑网络运行机制提供新的依据。研究结果对与情绪相关的精神疾病（如抑郁症、精神分裂症等）的诊断和基于TMS的治疗方案的设计都将有重要意义。

人类的情绪加工依赖于整个脑功能网络的动态协调工作。常见的脑功能网络研究方法缺少更直接的神经活动参与网络运行的证据。本课题利用经颅磁刺激（TMS）技术主动干预大脑加工活动的特性，结合瞬变的脑电活动的相干、相位同步、部分定向相干等分析研究了情绪加工的动态脑功能网络的特性，发现了TMS干预对情绪加工网络特性的改变等一系列有趣的科学结论，具有很高的学术意义和潜在的应用价值。项目研究结果表明TMS和EEG结合对明确大脑情绪加工网络运行机制具有重要的意义，这种技术支持下的复杂网络分析方法为情绪加工机制提供新的有力证据，具有良好的学术价值。.主要研究：.1）基于脑电的情绪功能网络信息传递动态分析。将复杂动态网络分析方法引入到脑功能分析中，通过分析复杂网络拓扑结构来认识脑网络上的动力学特性；同时针对脑电活动网络进行了有向信息传递研究，构建了情绪加工功能网络时序拓扑模型。.2）通过经颅磁刺激干预验证基于脑电的情绪功能网络拓扑模型。在情绪加工实验模式中考虑情绪回路的作用，将回路中的节点（左侧和右侧前额叶皮层）加入TMS干预，观察干预前后对相关的情绪加工电活动网络特性的影响。同时，为实时分析磁刺激干预下网络动态变化，尝试设计TMS干预同步记录脑电活动的实验模式。.3）通过TMS干预研究不同情绪加工的不同网络机理。通过TMS干预，影响网络回路工作，观察不同情绪下的不同网络动态变化。.重要结果：.1）通过相干、相位同步等方法建立复杂脑网络，证明抑郁症患者情绪加工网络“小世界”网络缺失；复杂脑网络异常连接；前额区连接和左前额-顶枕区长距离连接的减小；对早期情绪面孔加工网络存在障碍。.2）发现正常人在gamma频段对负性情绪刺激存在偏向特性，抑郁症患者缺乏该特点。同时，正常人对正性情绪刺激建立的情绪加工网络具有“小世界”特性。.3）TMS干预右侧背外侧前额皮层后，低频段静息网络信息整合效率降低；高频段情绪加工脑网络左右半球连接增强；聚类系数升高，特征路径长度降低，网络总体效率升高，反映了左右半球竞争带来的大脑自适应补偿；正性情绪脑网络变化明显，左右半球同步连接增强。.4）TMS干预左侧背外侧前额皮层后，静息网络左半球脑区内及脑区间连接性增强，“小世界”特性增强；在alpha、beta频带网络密度为0.28时，情绪加情绪加工网络成成本效率达到最大，左半球内局部效率增加。