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实时功能磁共振成像是随着计算机硬件技术的发展和快速算法的实现而出现的新兴分析大脑的技术手段,它可以在短时间内处理大量的数据并将感兴趣的神经生物信号反馈给正在接受扫描的人,从而形成闭环回路。这种形式的生物神经反馈能够帮助被试使用认知任务控制和调节脑区的活动,进而达到研究、训练、康复等目的。目前,实时功能磁共振数据的分析主要集中在激活以及行为数据的变化,也有少数科研人员开始关注实时神经反馈下大脑功能网络的改变,然而,对基于实时功能磁共振技术进行调节目标脑区的过程中脑区之间的有效连接模式的变化还几乎没有人去探究。有效连接被定义为一个神经元系统对另一个神经元系统直接或间接施加的带有方向性的作用,它描述的是脑区之间的信息流传播,度量了脑区之间的相互作用关系的强弱。有效连接模式与激活模式可能存在一定的内部神经机制上的联系,而且有效连接模式在实时神经反馈中的变化对调节目标脑区的衡量和选取也有一定帮助,因此,对于实时功能磁共振数据有效连接模式的探索是十分重要且有意义的。 运动想象任务是一种经典的认知任务,基于运动想象的脑功能研究能够很好地帮助人类进行运动技能的训练和运动功能的康复。本文借助实时功能磁共振技术进行实时运动想象训练来调节前运动区,通过分析实时神经反馈过程中大脑的激活模式来确定参与实验任务的感兴趣脑区,利用Granger因果模型分析感兴趣脑区之间有效连接情况,最后,借助统计检验方法研究实时神经反馈对感兴趣脑区有效连模式的影响。研究结果表明经过实时运动想象训练,伴随着目标脑区的激活强度增加以及信号变化百分比增大,感兴趣脑区之间的有效连接模式出现了显著变化,尤其是目标脑区(前运动区)指向其他几个脑区的有效连接强度显著增强。进一步表明脑区功能激活与脑区的信息传输之间存在着深度的内部影响,同时有效连接模式的变化情况为实时神经反馈的目标脑区选择提供了有利的依据。