探索相位幅度耦合和复杂网络方法在酒精依赖患者事件相关电位的脑网络机制研究中的应用.以开源的76例酒精依赖患者和45例健康对照在延迟匹配样本范式中的事件相关电位为研究对象.首先对数据进行预处理,然后使用调制指数方法,计算所有导联对间theta-gamma、alpha-gamma相位幅度耦合(TGC、AGC)强度,构建因果脑网络,并计算网络密度为0.3时的脑网络图论参数.此外,还计算导联内theta、alpha、beta、gamma节律小波包能量,以及疲劳因子,数据以四分位数表示50％(25％,75％).结果表明,只有非靶刺激时两组之间的耦合强度有显著差异.酒精依赖患者多个导联对间的TGC、AGC均显著降低(分别占比15.29％、1.29％,均P＜0.05),平均耦合强度显著降低,以TGC 尤为明显[TGC:0.014(0.011,0.018)vs 0.012(0.010,0.014),P=0.002;AGC:0.012(0.010,0.014)vs 0.011(0.010,0.012),P=0.005].在TGC网络中,酒精依赖患者的特征路径长度[84.13(60.96,110.33)vs 104.24(86.93,118.98),P=0.005]、直径[222.40(154.78,254.39)vs 253.39(207.82,307.99),P=0.003]显著增加,平均聚类系数[0.013(0.010,0.019)vs 0.009(0.008,0.012),P＜0.001]、全局效率[0.014(0.011,0.016)vs 0.011(0.010,0.013),P＜0.001]、平均局部效率[0.017(0.013,0.022)vs 0.013(0.011,0.017),P＜0.001]、传递性[0.011(0.008,0.016)vs 0.008(0.007,0.010),P＜0.001]均显著降低.AGC网络的结果与TGC网络的结果相似,但是其直径无统计学差异.酒精依赖患者多个导联的theta、alpha、beta节律小波包能量显著降低(分别占比95.08％、100％、50.82％,均P＜0.05),部分导联的疲劳因子显著降低(占比45.90％,均P＜0.05).在非靶刺激试验时,酒精依赖患者的皮层兴奋性增强,大脑抑制控制能力减弱,TGC和AGC脑网络的功能分离和整合能力降低,脑网络拓扑组织紊乱.

酒精依赖;相位幅度耦合;事件相关电位;脑网络;图论

刘兴平;王索刚

重庆大学附属三峡医院介入放射诊疗科,重庆 404000;天津医科大学生物医学工程与技术学院,天津 300070

中国生物医学工程学报

[1]刘兴平;王索刚-.基于相位幅度耦合的酒精依赖患者ERP脑网络分析)[J].中国生物医学工程学报,2022(02):151-158

相位幅度耦合

酒精依赖,ERP,脑网络,复杂网络方法,事件相关电位,网络机制,开源,调制指数,计算所,theta,gamma,alpha,TGC,AGC,计算网络,网络密度,网络图,图论,beta,节律,小波包能量,四分位数,耦合强度,特征路径长度,均聚,聚类系数,全局效率,局部效率,传递性,统计学差异,皮层兴奋性,抑制控制,控制能力,功能分离,整合能力,网络拓扑

0.292902