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精确矩阵的解释及其在从人类皮层电图记录中估计睡眠纺锤波期间稀疏大脑连通性中的应用。 (英语) Zbl 1414.92163号

小结:脑成像的相关方法已被用于估计人脑的功能连通性。然而,由于两个区域与第三个区域的共同输入之间的强烈相互作用,即使这两个区域没有直接连接,大脑区域也可能显示出非常高的相关性。之前提出的解决该问题的一种方法是使用稀疏正则化逆协方差矩阵或精度矩阵(SRPM),假设连接结构是稀疏的。该方法产生部分相关性,以测量成对区域之间的强直接相互作用,同时消除其余区域的影响,从而识别出条件独立的区域。为了测试我们的方法,我们首先演示了SRPM方法确实可以在弹簧-质量示例和RC电路示例的一对节点之间找到真实物理连接的条件。使用SRPM方法恢复连接结构可以是由使用玻尔兹曼分布的能量模型解释。然后,我们演示了SRPM方法在使用8倍8电极阵列从人类皮层电图(ECoG)记录中估计第2阶段睡眠纺锤波期间大脑连通性的应用。我们分析的ECoG记录来自一名32岁男性患者,患有长期药物耐受性左颞叶复合物部分性癫痫。使用延迟微分分析自动检测睡眠纺锤波,然后使用SRPM和Louvain方法进行社区检测。与睡眠纺锤波不存在的情况相比,我们发现纺锤波期间相邻皮层区域内部和之间存在空间局部化的脑网络。

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92 C55 生物医学成像和信号处理
92立方厘米20 神经生物学
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