《同步腦電-功能磁共振原理與技術(shù)》以作者雷旭、堯德中相關(guān)研究工作為基礎(chǔ)，結(jié)合同步EEG-fMRI領(lǐng)域的最新發(fā)展寫出。內(nèi)容深入淺出，兼顧理論的系統(tǒng)性和內(nèi)容的實用性，力圖系統(tǒng)地展示同步EEG-fMRI這一新技術(shù)的概貌，挖掘該技術(shù)在腦功能研究中的巨大潛力。
《同步腦電-功能磁共振原理與技術(shù)》包括三篇共13章內(nèi)容。第一篇為概論，介紹同步技術(shù)的電生理基礎(chǔ)與發(fā)展歷史，同步記錄的軟硬件基礎(chǔ)，實驗設(shè)計與基本分析方法；第二篇為融合策略與方法，從時間預(yù)測、空間約束和對稱融合三個方面進行介紹，并探討了腦區(qū)間的功能連接和因果連接；第三篇為應(yīng)用，主要從癲癇、靜息態(tài)、睡眠和認知等方面進行介紹。
書中內(nèi)容可供認知神經(jīng)科學、神經(jīng)生理學、生物醫(yī)學工程、腦功能成像等方面的科研人員、教師、研究生及本科生學習和參考。


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    同步腦電-功能磁共振(EEG-fMRI)能無創(chuàng)地對全腦活動進行觀測，并兼有腦電的高時間分辨率和功能磁共振的高空間分辨率，是目前最有潛力的多模態(tài)神經(jīng)成像技術(shù)之一�！锻�步腦電-功能磁共振原理與技術(shù)》以作者雷旭、堯德中相關(guān)研究工作為基礎(chǔ)，結(jié)合同步EEG-fMRI領(lǐng)域的最新發(fā)展寫出。本書的論述深入淺出，兼顧理論的系統(tǒng)性和內(nèi)容的實用性，力圖系統(tǒng)地展示同步EEG-fMRI這一新技術(shù)的概貌，為充分發(fā)揮它在腦功能研究中的潛能出一份力。全書包括3篇共13章內(nèi)容。第一篇為同步EEG-fMRI的基礎(chǔ)知識，介紹同步技術(shù)的電生理基礎(chǔ)與發(fā)展歷史，同步記錄軟硬件基礎(chǔ)，實驗設(shè)計與基本分析方法；第二篇為數(shù)據(jù)分析策略與方法，從時間預(yù)測、空間約束和對稱融合三個方面進行介紹，并探討了研究腦區(qū)間因果關(guān)系的功能網(wǎng)絡(luò)連接；第三篇為同步EEG-fMRI的應(yīng)用，主要從癲癇、靜息態(tài)、睡眠和認知等方面進行介紹。

目錄
前言
第一篇 概論
第1章 EEG和fMRI的生理基礎(chǔ) 3
1.1 大腦解剖結(jié)構(gòu) 3
1.2 EEG的產(chǎn)生機制 5
1.2.1 錐體細胞與腦電 5
1.2.2 腦電節(jié)律 6
1.3 fMRI成像原理 6
1.4 同步采集的神經(jīng)生理基礎(chǔ) 7
1.4.1 突觸輸入、神經(jīng)元輸出與BOLD信號 7
1.4.2 BOLD負向響應(yīng)相關(guān)的神經(jīng)活動 9
1.4.3 fMRI自發(fā)振蕩相關(guān)的神經(jīng)活動 9
參考文獻 10
第2章 同步EEGGfMRI的發(fā)展歷史 12
2.1 同步EEGGfMRI產(chǎn)生的背景 12
2.1.1 腦電 12
2.1.2 事件相關(guān)電位 13
2.1.3 功能磁共振 14
2.1.4 同步采集的發(fā)展 15
2.2 同步EEGGfMRI的應(yīng)用 18
2.2.1 癲癇 18
2.2.2 腦靜息態(tài) 19
2.2.3 睡眠 19
2.2.4 認知功能 20
2.3 同步EEGGfMRI的前景 20
參考文獻 22
第3章 同步記錄及其技術(shù)原理 24
3.1 設(shè)備和裝置 24
3.1.1 整體結(jié)構(gòu) 24
3.1.2 安全性 24
3.1.3 材料 25
3.1.4 磁諧放大器 26
3.1.5 同步盒 26
3.2 磁諧電極帽 26
3.2.1 電極導(dǎo)線連接方法 26
3.2.2 國際10G20系統(tǒng) 27
3.2.3 導(dǎo)聯(lián)與參考電極 28
3.2.4 安全注意事項 28
3.3 數(shù)據(jù)質(zhì)量 29
3.3.1 影像偽跡 29
3.3.2 EEG偽跡去除 29
3.4 同步掃描的基本要求 32
3.4.1 EEG系統(tǒng)技術(shù)指標 32
3.4.2 fMRI系統(tǒng)技術(shù)指標 32
參考文獻 33
第4章 實驗設(shè)計與基本分析方法 35
4.1 自發(fā)活動范式 35
4.2 刺激驅(qū)動范式 36
4.2.1 實驗設(shè)計流程 36
4.2.2 案例一:行為監(jiān)控任務(wù) 38
4.2.3 案例二:視覺注意任務(wù) 39
4.3 融合模型及算法 41
4.3.1 基于fMRI約束的EEG成像 41
4.3.2 基于EEG信息的fMRI分析 42
4.3.3 EEGGfMRI對稱融合 43
4.3.4 融合方法的研究前沿 44
4.4 融合的開源軟件 45
4.5 本章小結(jié) 46
參考文獻 46
第二篇 融合策略與方法
第5章 基于fMRI約束的EEG成像 53
5.1 引言 53
5.2 方法原理 54
5.2.1 經(jīng)驗貝葉斯模型 54
5.2.2 先驗信息 55
5.2.3 網(wǎng)絡(luò)先驗與網(wǎng)絡(luò)源定位 55
5.2.4 約束最大似然估計 57
5.2.5 NESOI的處理流程 57
5.3 模擬實驗檢驗 59
5.3.1 正演模型 59
5.3.2 模擬EEG數(shù)據(jù) 59
5.3.3 評價指標 60
5.3.4 模擬實驗結(jié)果 60
5.4 真實數(shù)據(jù)檢驗 63
5.4.1 多模態(tài)人臉識別研究 63
5.4.2 癇樣放電的定位 67
5.5 結(jié)果討論 71
5.6 本章小結(jié) 72
參考文獻 73
第6章 基于EEG信息的fMRI分析 76
6.1 EEG驅(qū)動的廣義線性模型 76
6.1.1 自發(fā)事件的識別與分類 76
6.1.2 節(jié)律能量建模 78
6.2 基于EEG信息的fMRI分析 79
6.2.1 提取單試次ERP特征 79
6.2.2 構(gòu)造廣義線性模型 80
6.2.3 解卷積法 80
6.2.4 經(jīng)驗貝葉斯模型 82
6.3 多元分析與模式識別 84
參考文獻 85
第7章 EEGGfMRI對稱融合 87
7.1 時空對稱融合 87
7.1.1 STEFF的核心算法 87
7.1.2 數(shù)據(jù)預(yù)處理 89
7.1.3 分組ICA 89
7.1.4 STEFF的處理流程 89
7.2 模擬實驗檢驗 90
7.2.1 模擬數(shù)據(jù) 91
7.2.2 分組ICA 91
7.2.3 實驗結(jié)果 92
7.3 討論 95
7.3.1 STEFF與分組ICA 95
7.3.2 STEFF與數(shù)據(jù)/模型驅(qū)動的融合 95
7.3.3 EEG與fMRI間的稀疏匹配 96
7.3.4 STEFF對融合的貢獻 96
7.4 本章小結(jié) 98
參考文獻 98
第8章 多模態(tài)功能網(wǎng)絡(luò)連接 100
8.1 功能連接與功能網(wǎng)絡(luò)連接 100
8.1.1 功能連接 100
8.1.2 功能網(wǎng)絡(luò)連接 100
8.2 多模態(tài)功能網(wǎng)絡(luò)連接 101
8.2.1 功能網(wǎng)絡(luò)提取 102
8.2.2 功能網(wǎng)絡(luò)連接分析 102
8.2.3 模態(tài)間的匹配 103
8.2.4 圖論分析 103
8.3 仿真實驗 104
8.3.1 功能網(wǎng)絡(luò)連接分析流程 106
8.3.2 功能網(wǎng)絡(luò)連接分析的穩(wěn)定性 107
8.4 視覺任務(wù) 108
8.4.1 實驗設(shè)計與數(shù)據(jù)獲取 108
8.4.2 數(shù)據(jù)預(yù)處理 109
8.4.3 功能網(wǎng)絡(luò)提取 110
8.4.4 模態(tài)間匹配 111
8.4.5 功能網(wǎng)絡(luò)連接分析 112
8.4.6 圖論分析 114
8.5 結(jié)果與討論 115
8.5.1 功能連通性 115
8.5.2 模態(tài)間的配準 115
8.5.3 功能網(wǎng)絡(luò)連接 116
8.5.4 多模態(tài)功能網(wǎng)絡(luò)連接 116
8.5.5 本方法的局限性 117
8.6 本章小結(jié) 117
參考文獻 118
第9章 基于ICA的融合框架 120
9.1 引言 120
9.2 混合的融合 120
9.2.1 互補的神經(jīng)生理特征 121
9.2.2 基于ICA的融合 122
9.3 時空對稱融合 124
9.3.1 STEFF 124
9.3.2 變分貝葉斯推斷 126
9.3.3 融合中的陰陽特征 127
9.4 大尺度腦網(wǎng)絡(luò) 128
9.4.1 功能網(wǎng)絡(luò)連接 128
9.4.2 多模態(tài)功能網(wǎng)絡(luò)連接 128
9.5 討論 129
9.5.1 模型驅(qū)動與數(shù)據(jù)驅(qū)動的融合 129
9.5.2 EEGGfMRI融合的科學問題 130
9.6 本章小結(jié) 130
參考文獻 130
第三篇 應(yīng)用
第10章 癲癇 135
10.1 癲癇研究背景 135
10.1.1 癲癇放電的fMRI分析 135
10.1.2 癲癇的EEG成像 136
10.1.3 兩種模態(tài)的結(jié)合研究 137
10.2 資料與方法 138
10.2.1 研究對象與臨床信息 138
10.2.2 采集同步EEGGfMRI數(shù)據(jù) 139
10.2.3 提取IED特征與fMRI數(shù)據(jù)處理 139
10.2.4 EEGGfMRI時空對稱融合 140
10.2.5 性能評價指標 141
10.3 結(jié)果 142
10.3.1 基于STEFF的癲癇網(wǎng)絡(luò)成像 142
10.3.2 病例報告 144
10.4 討論 146
10.4.1 IED相關(guān)成分的時空特征 147
10.4.2 IED相關(guān)成分與EEG源成像的關(guān)系 148
10.4.3 STEFF對IED相關(guān)成分的細分 148
10.5 本章小結(jié) 149
參考文獻 150
第11章 靜息態(tài) 152
11.1 靜息態(tài)的研究背景 152
11.1.1 靜息態(tài)與內(nèi)源性振蕩 152
11.1.2 靜息態(tài)與腦網(wǎng)絡(luò) 153
11.2 靜息態(tài)與EEG 153
11.2.1 靜息態(tài)節(jié)律 153
11.2.2 微狀態(tài)分析 154
11.3 靜息態(tài)與同步EEGGfMRI 156
11.3.1 α節(jié)律 157
11.3.2 默認模式網(wǎng)絡(luò) 159
11.3.3 微狀態(tài)與靜息網(wǎng)絡(luò) 160
11.4 本章小結(jié) 162
參考文獻 164
第12章 睡眠 166
12.1 睡眠神經(jīng)生理基礎(chǔ) 166
12.1.1 睡眠的腦電基礎(chǔ) 166
12.1.2 睡眠的神經(jīng)成像基礎(chǔ) 168
12.1.3 采用同步EEGGfMRI的優(yōu)越性 169
12.2 同步記錄用于睡眠的技術(shù)挑戰(zhàn) 169
12.2.1 睡眠同步記錄面臨的主要問題 169
12.2.2 解決辦法 171
12.3 同步記錄的睡眠研究 172
12.3.1 自發(fā)活動睡眠的同步研究 172
12.3.2 睡眠知覺處理過程的同步研究 174
12.4 本章小結(jié) 177
參考文獻 178
第13章 認知功能 181
13.1 同步記錄應(yīng)用于認知任務(wù) 181
13.1.1 注意 181
13.1.2 執(zhí)行功能 183
13.1.3 記憶 187
13.1.4 決策 189
13.1.5 情緒 189
13.2 同步采集用于認知研究的優(yōu)缺點 190
13.3 現(xiàn)有研究的局限與未來方向 191
參考文獻 192