腦結(jié)構(gòu)、腦功能與腦網(wǎng)絡(luò)的可視化

1、Contents一、腦結(jié)構(gòu)可視化(Structural-wise)二、腦功能可視化(Functional-wise)三、腦網(wǎng)絡(luò)可視化(Network-wise)第一頁(yè)，共二十三頁(yè)。一、腦結(jié)構(gòu)可視化 隨著影像技術(shù)的發(fā)展，大腦結(jié)構(gòu)可通過磁共振MRI、彌散張量成像DTI、電腦斷層CT、等形式顯示出來，為臨床醫(yī)生診斷疾病及科學(xué)研究提供了有效的途徑，腦結(jié)構(gòu)的可視化技術(shù)大大提高了疾病的確診率。第二頁(yè)，共二十三頁(yè)。T1結(jié)構(gòu)像 T1觀察解剖結(jié)構(gòu)較好。T1像特點(diǎn)：組織的T1越短，恢復(fù)越快，信號(hào)就越強(qiáng)；組織的T1越長(zhǎng)，恢復(fù)越慢 ，信號(hào)越弱。第三頁(yè)，共二十三頁(yè)。T2結(jié)構(gòu)像T2觀察組織病變較好。T2像特點(diǎn)：組織的T2

2、越長(zhǎng)，恢復(fù)越慢，信號(hào)就越強(qiáng)；組織的T2越短，恢復(fù)越快，信號(hào)就越弱。第四頁(yè)，共二十三頁(yè)。腦CT在頭部外傷時(shí)，腦CT是最重要的影像學(xué)診斷方法。腦CT可明確顯示顱內(nèi)腫瘤的數(shù)目、部位、大小、輪廓、密度、瘤內(nèi)出血、鈣化以及擴(kuò)散程度。檢查速度快。第五頁(yè)，共二十三頁(yè)。腦DTI彌散張量成像依據(jù)水分子移動(dòng)方向制圖。彌散張量成像圖可以揭示腦瘤如何影響神經(jīng)細(xì)胞連接，引導(dǎo)醫(yī)療人員進(jìn)行大腦手術(shù)。它還可以揭示同中風(fēng)、多發(fā)性硬化癥、精神分裂癥、閱讀障礙有關(guān)的細(xì)微反常變化。第六頁(yè)，共二十三頁(yè)。原始腦T1像去除頭皮、顱骨腦灰質(zhì)腦白質(zhì)腦脊液第七頁(yè)，共二十三頁(yè)。腦灰質(zhì)差異顯示BrainNet View上顯示腦灰質(zhì)差異映射圖Xjvi

3、ew上顯示的腦灰質(zhì)差異渲染圖第八頁(yè)，共二十三頁(yè)。對(duì)腦皮層和皮層下腦區(qū)進(jìn)行分割Freeview顯示分割效果(cortical) parcellation(subcortical) segmentation第九頁(yè)，共二十三頁(yè)。網(wǎng)癮者的大腦白質(zhì)纖維束出現(xiàn)輕微損傷。網(wǎng)癮患者白質(zhì)損傷區(qū)域以及與焦慮行為、網(wǎng)癮程度的相關(guān)性第十頁(yè)，共二十三頁(yè)。利用磁共振掃描技術(shù)繪制人腦內(nèi)部3D圖大腦皮層大腦內(nèi)部神經(jīng)元第十一頁(yè)，共二十三頁(yè)?？茖W(xué)家介紹稱，在大腦發(fā)育的早期，神經(jīng)纖維串接后能夠形成直線路徑，并且表現(xiàn)出水平、垂直與交叉的形式。猴子大腦部分結(jié)構(gòu)的3D圖像人腦神經(jīng)纖維第十二頁(yè)，共二十三頁(yè)。大腦神經(jīng)纖維 科學(xué)家表示，人類大

4、腦的內(nèi)部遠(yuǎn)非是一堆紛亂如麻的電線，它們更像是帶狀電纜，就如同地球經(jīng)緯一樣，具有一定的規(guī)律性結(jié)構(gòu)。這種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)是延續(xù)的，并且在所有范圍都是一致的，這種腦部結(jié)構(gòu)不僅僅適用于人類，其他靈長(zhǎng)類動(dòng)物也同樣是如此。第十三頁(yè)，共二十三頁(yè)。二、腦功能可視化目前腦功能成像技術(shù)主要有正電子發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層顯像PET和功能磁共振成像fMRI，此外，事件相關(guān)電位ERP、腦波譜MRS、腦電圖EEG、腦磁圖MEG等功能成像技術(shù)逐漸得到廣泛應(yīng)用。其中fMRI具有較高的空間分辨率、EEG具有較高的時(shí)間分辨率。第十四頁(yè)，共二十三頁(yè)。血氧水平依賴功能磁共振成像-BOLD利用腦活動(dòng)區(qū)域局部血液中氧合血紅蛋白與去氧血紅蛋白比例的變化

5、所引起的局部組織T2的改變，從而在T2加權(quán)像上可以反映出腦組織局部活動(dòng)功能的一種MR成像技術(shù)，可用來研究大腦的皮層活動(dòng).第十五頁(yè)，共二十三頁(yè)。Low-frequency fluctuations第十六頁(yè)，共二十三頁(yè)。Motor task fMRI and resting-state fMRI data第十七頁(yè)，共二十三頁(yè)。正電子發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層顯像PET 一些短壽命的物質(zhì)，在衰變過程中釋放出正電子，一個(gè)正電子遇到另一個(gè)電子后發(fā)生湮滅，從而產(chǎn)生方向相反（180度）的一對(duì)能量為511KeV的光子。這對(duì)光子，通過高度靈敏的照相機(jī)捕捉，并經(jīng)計(jì)算機(jī)進(jìn)行散射和隨機(jī)信息校正。經(jīng)過對(duì)不同的正電子進(jìn)行相同的分析處理，可以得到在生物體內(nèi)聚集情況的三維圖像。第十八頁(yè)，共二十三頁(yè)。第十九頁(yè)，共二十三頁(yè)。腦電圖 腦電圖是通過精密的電子儀器，從頭皮上將腦部的自發(fā)性生物電位加以放大記錄而獲得的圖形，是通過電極記錄下來的腦細(xì)胞群的自發(fā)性、節(jié)律性電活動(dòng)。第二十頁(yè)，共二十三頁(yè)。第二十一頁(yè)，共二十三頁(yè)。三、腦網(wǎng)絡(luò)可視化 目前國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者都開始了大腦與復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的實(shí)證研究，他們分別利用神經(jīng)解剖學(xué)數(shù)據(jù)、彌散張量成像技術(shù)、腦電圖技術(shù)、腦磁圖技術(shù)、功能性磁共振成像技術(shù)來采集數(shù)據(jù)建立大腦網(wǎng)絡(luò)，運(yùn)用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)觀點(diǎn)，結(jié)合圖論知識(shí)來進(jìn)行分析，得出了許多令人振奮的結(jié)果。如以解剖學(xué)為依據(jù)構(gòu)建的大腦結(jié)構(gòu)性網(wǎng)絡(luò)，發(fā)現(xiàn)具