杏仁核-海马亚网络编码人类的情绪变化

2018-12-30| 发布者: admin| 查看: |

方法:

研究对象

21例难治性癫痫患者(男16例,女5例,年龄3310岁)用半慢性颅内电极进行手术植入。12例进行左半球植入术,另外9例进行右半球植入术。

纳入标准

被试的纳入标准为:

1AMY电极植入(情绪的主要脑区);

2)最小覆盖4个脑区(为评估大规模跨脑区亚网络);

3)单侧电极植入;

4)最小3IMS数据点。根据以下标准将被试纳入弹性网络回归分析中:1)最小10IMS数据点;2IMS方差系数最小为5%

 

方法细节

神经记录

仪器采样率为512Hz1.02kHz。在连续7-14天的住院时间里记录数据。集中分析位于边缘结构中的深度电极:颞下皮质(STC,前部、中部和/或后部STC中的4接触带)、杏仁核(AMY,单个4-/10接触深度)、海马(HPC,腹侧HPC中的4/10接触深度)、眶额叶皮质(OFC,前部和/或后部OFC中的4接触带)、扣带皮质(CIN,下部和/或上部CIN中的4/10接触深度)和岛叶皮质(INS,单个4/10接触深度)。

心理测验

研究助理使用即时情绪量表对被试住院期间的心理状态进行4/天的评估(Immediate Mood ScalerIMS)。最后的综合评分代表了当时被试的整体心理状态。值越高,被试的即时情绪状态越积极。在比较被试间差异时,IMS评分进行z分数标准化。在入院前的几个月,被试填写贝克抑郁量表(BDI)和贝克焦虑量表(BAI)以评估抑郁和焦虑水平。

量化与统计分析

预处理后的分析指标有:

1.相干矩阵

将位于STCAMYHPCOFCCININS中的电极的电压轨迹分成10s/段。信号相干性是标准化交叉谱密度的度量。研究者通过对四个频带分别进行平均来构造相干矩阵的4个时间序列:theta [4-8 Hz]; alpha, [8-13 Hz]; beta, [13-30 Hz];gamma  [30-70Hz]

2.功率谱

位于AMYHPC电极上的电压轨迹,相对于整个记录时间内活动的平均值和标准差进行z分数转换,从而分裂成连续的10s/段。在SciPy中,利用pythonWelch函数(非重叠hanning窗)计算每10s/段的功率谱密度。获得每个电极13-30 Hzbeta频率)的平均功率,并在AmyHPC的所有电极上进行平均计算,得到每个脑区的平均beta功率谱。

3.内部相干脑网络ICNs):

ICNs是通过导出相干矩阵的统计显著性独立成分来识别的。

4.公共网络分析

公共网络模板被定义为由以下10个区域中每个区域的4个最中间的电极组成:前部STC、中部STC、后部STCAMYHPC、前部OFC、后部OFC、下侧CIN、上侧CININS。如果被试在这些脑区中的任何一个脑区有电极,则选择4个最内侧的电极用于公共网络分析,而其余的电极被排除。如果被试在给定的脑区没有电极,则相应的脑区留空(即将相对应于缺失脑区的矩阵元素设为零)。这些缺失的电极在ICN连接图中由空心节点表示。

通过计算每个公共网络映射的ICN对之间的Pearson相关系数(跨电极空间)来构造确定所有ICN-ICN组合(跨越所有被试和频带)空间相似性的相似矩阵。

5.回归分析

使用弹性网络方法来识别线性模型来预测IMS评分。这是一个正则化线性回归模型。测试了6个不同的时间窗(51015202530min)后,研究者发现,只有使用20min的时间窗时,弹性网络才会产生一个能预测所有6名被试IMS的模型。这20min的时间窗在种群水平上是最优的,并且用于所有随后分析。

6.发作间期活动分析

通过计算每单位时间的尖峰数来估计放电率。

7.药物分析

在情绪-亚网络关系最强的三个被试中(EC79EC82EC108)评估抗癫痫药物(AEDs)对神经活动和情绪的潜在影响。

 
QQ在线咨询
售前咨询热线
0532-86762222
售后服务热线
18254291182
返回顶部