实验大鼠诱发脑电及癫痫脑电信号研究

摘要

脑电是脑神经细胞的电生理活动在大脑皮层和头皮表面表现出的电位变化。在头皮或皮层用双极或单极电极记录的自发脑电活动称为脑电图（electroencephalogram，EEG），当被试受到某种刺激时，会在脑电波中产生一种特定的，非随机的诱发波形，称为诱发电位（evoked potentials，EPs）。在信号处理技术和电子计算机技术发展的带动下，脑电信号处理得到了飞速发展。
　　通常从头皮记录到的脑电信号很难真实反映大脑内部电活动的情况。而通过动物实验，我们可以深入动物颅内进行记录，颅内电极脑电图有很高的空间分辨率，极少的干扰和伪差，能够反映出脑内部的电活动。因此我们建立动物模型并对记录到的数据进行了分析，主要集中在大鼠体感刺激诱发脑电和癫痫大鼠脑电信号研究。
　　脑电图被广泛应用于心理生理学研究，其中的一个重要内容就是对诱发脑电位的研究。对于它的形成机制，目前存在不同的观点，为验证这些观点，我们建立了大鼠体感刺激诱发脑电模型，分析了诱发电位形成过程中，刺激前后信号之间的关系。结果显示，刺激前信号的幅度对刺激后信号没有显著影响，而刺激信号的幅度对刺激后信号的幅度影响较大，刺激幅度越大，诱发电位越明显，说明动物实验中采用体感刺激，引起的诱发电位相对明显且依赖于刺激强度。刺激前的相位角和刺激后的P，N波的潜伏期之间是逆的关系，刺激后的潜伏期依赖于刺激前的相位，但又存在部分的相位重排。采用线性回归中异常值检验法量化相位重排的程度，证实了在这个过程中，相位重排的存在。
　　同时我们关注了一种特殊的脑电信号——癫痫样放电脑电信号，它是由脑部结构损伤或功能缺失所诱发的有特定波形的脑电波。在动物实验中，通过药物刺激可以诱发癫痫样放电脑电。本文中，我们采用双谱分析方法分析了匹鲁卡品致痫大鼠在无痫样放电、连续性痫样放电及周期性痫样放电三种不同脑功能状态下的皮层和海马脑电信号，结果显示对于致痫大鼠不同脑功能状态时的脑电信号，双谱分析可以产生明显不同的结果，说明双谱可以为区别癫痫特征波和正常脑电波提供帮助。正常脑电波的双谱谱峰多出现在零频处，有痫样放电时，大脑表现出病理波特征,使得脑电波的非高斯性和非线性增强，双谱谱峰明显增多。另外统计了所有数据的双相干指数，发现双相干指数的最大值对于癫痫特征波和正常脑电波有明显区别，因此它可以作为检测脑电信号中的癫痫特征波的指标。

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第一章 绪论

1.1 自发脑电信号

1.2 诱发脑电信号及其主要研究方向

1.3 体感诱发电位的形成

1.4 癫痫脑电信号的特征

1.5 脑电信号分析的作用和目的

1.5 动物模型脑电数据的优势

1.6 本文的主要工作

第二章 大鼠体感刺激诱发脑电信号分析

2.1 引言

2.2 实验材料和方法

2.3 数据采集及预处理

2.4 数据分析与结果

2.5结论

第三章 大鼠痫样放电脑电信号分析

3.1 引言

3.2 实验材料和方法

3.3 数据采集及预处理

3.4 数据分析

3.5 进一步分析与讨论

3.6 结论

第四章 结论和展望

4.1 本论文工作总结

4.2 对今后工作的展望

参考文献

致谢

个人简历及研究生期间的研究成果