專利名稱：用于神經(jīng)生理學(xué)數(shù)據(jù)的加權(quán)分析的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
在一些實(shí)施方式中，本發(fā)明涉及神經(jīng)生理學(xué)，更特別地，但并不唯一地，涉及用于分析數(shù)據(jù)的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
人們知道很少關(guān)于允許大腦選擇性地改善行為重要刺激的神經(jīng)表現(xiàn)同時(shí)忽略不相關(guān)的刺激的機(jī)制。大腦是產(chǎn)生被稱為動(dòng)作電位的信號(hào)的神經(jīng)細(xì)胞的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。這些動(dòng)作電位從一個(gè)細(xì)胞穿過被稱為突觸(synapse)的間隙而到達(dá)另一細(xì)胞。這些電位在皮質(zhì)中被求和并且通過大腦的覆蓋物延伸到頭皮，在頭皮上可以使用適當(dāng)?shù)碾姌O對(duì)其進(jìn)行測(cè)量。有節(jié)奏的測(cè)量活動(dòng)表示突觸后皮層神經(jīng)元電位，這些電位被大量皮層細(xì)胞的復(fù)雜交互所同
止/J/ O行為功能基于大腦中的各功能區(qū)中的流動(dòng)，從而涉及具體時(shí)空流圖案(spatiotemporal flow pattern)。與特定行為功能相關(guān)的具體時(shí)空?qǐng)D案由功能大腦區(qū)組成，功能大腦區(qū)在至少幾十毫秒及以上通常是活躍的。這些區(qū)域中的活動(dòng)流通常是基于同步的。在現(xiàn)有技術(shù)中已知為了使行為功能與其相關(guān)的本地大腦活動(dòng)相關(guān)而識(shí)別離散參與區(qū)的方法。其他技術(shù)采用從一個(gè)區(qū)向另一個(gè)區(qū)的流動(dòng)的分析。美國(guó)專利第· 6，792，304號(hào)公開了用于聚集通信評(píng)估(mass communicationassessment)的方法和系統(tǒng)。認(rèn)知任務(wù)經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)從中央控制站傳輸?shù)蕉鄠€(gè)遠(yuǎn)程測(cè)試站。在遠(yuǎn)程站響應(yīng)于任務(wù)的對(duì)象的大腦反應(yīng)被記錄并經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)傳回中央控制站。中央控制站然后計(jì)算每個(gè)選擇站的對(duì)象的大腦活動(dòng)的變化。美國(guó)公開申請(qǐng)第.20040059241號(hào)公開了一種用于分類并處理生理性大腦不平衡的方法。神經(jīng)生理學(xué)技術(shù)用于獲得來自主題的一組分析大腦信號(hào)，并從該信號(hào)確定一組數(shù)字參數(shù)。數(shù)字參數(shù)被定量映射到各種治療反應(yīng)配置文件。比較用于對(duì)象的信號(hào)和參數(shù)，以集合與無(wú)癥狀和有癥狀的參考人群相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)中含有的神經(jīng)生理學(xué)信息，并且使用該比較來進(jìn)行治療建議。關(guān)聯(lián)治療反應(yīng)圖案作為因變量，以提供到用于患病對(duì)象的臨床治療的成功結(jié)果的連接。國(guó)際公開第W02007/138579號(hào)(其全部?jī)?nèi)容結(jié)合于此作為參考)公開了一種用于建立神經(jīng)生理學(xué)流動(dòng)圖案的知識(shí)庫(kù)的方法。獲得用于特殊行為過程的多個(gè)研究組的信號(hào)，并定位參與特殊行為功能的活動(dòng)的源。之后，識(shí)別大腦活動(dòng)的一組圖案，并且采用神經(jīng)生理學(xué)分析來分析定位的源和識(shí)別的圖案。分析包括可能的路徑的標(biāo)識(shí)和等級(jí)。然后創(chuàng)建一組流動(dòng)圖案并將其用作知識(shí)庫(kù)。然后使用該知識(shí)庫(kù)作為用于減少分級(jí)路徑的數(shù)量的約束。國(guó)際公開第W02009/069134 號(hào)、第 W02009/069135 號(hào)、第 W02009/069136 號(hào)(其全部?jī)?nèi)容結(jié)合于此作為參考)描述了一種技術(shù)，其中，在對(duì)象已經(jīng)執(zhí)行了形成刺激的任務(wù)和/或動(dòng)作前/后，收集神經(jīng)生理學(xué)數(shù)據(jù)。使用該刺激來限定數(shù)據(jù)中的特征，并且根據(jù)所限定的特征來分解數(shù)據(jù)。之后，分析該特征，以確定數(shù)據(jù)中的一個(gè)或多個(gè)圖案。分解可以采用用于定位數(shù)據(jù)中的一個(gè)或多個(gè)重要特征的集群，其中，集群的收集形成活動(dòng)網(wǎng)絡(luò)。可以分析數(shù)據(jù)圖案用于限定神經(jīng)模型，該神經(jīng)模型可以用于模擬大腦上的特殊病理和/或治療的效果。其他背景技術(shù)包括美國(guó)公開申請(qǐng)第20050177058號(hào)，其公開了一種系統(tǒng)，其中，當(dāng)來自相同或不同位置處的一個(gè)以上對(duì)象的EEG讀數(shù)受到一組共同的刺激時(shí)，對(duì)他們進(jìn)行收集、分析并比較。使用對(duì)象的EEG讀數(shù)來研究對(duì)象的兼容性，并從中發(fā)現(xiàn)或驗(yàn)證隱藏的信肩、O

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式的方面，提供了一種分析神經(jīng)生理學(xué)數(shù)據(jù)的方法。該方法包括識(shí)別數(shù)據(jù)中的活動(dòng)相關(guān)特征；構(gòu)造具有多個(gè)節(jié)點(diǎn)的大腦網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)(BNA)圖案，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都代表活動(dòng)相關(guān)特征的特征；以及為BNA圖案中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)分配連接性權(quán)重。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，該節(jié)點(diǎn)代表數(shù)據(jù)特征的向量的集群。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，對(duì)于每個(gè)集群，數(shù)據(jù)特征的每個(gè)向量都對(duì)應(yīng)于從不同對(duì)象獲得的數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，對(duì)于每個(gè)集群，數(shù)據(jù)特征的所有向量都對(duì)應(yīng)于從同一對(duì)象獲得的數(shù)據(jù)，但是響應(yīng)于單獨(dú)的刺激。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，連接性權(quán)重包括基于從由以下項(xiàng)構(gòu)成的組中選擇的至少一個(gè)集群屬性計(jì)算的權(quán)重指數(shù)(i)相應(yīng)集群對(duì)中的向量數(shù)；(ii)相應(yīng)集群對(duì)中的向量數(shù)的變異性；(iii)與相應(yīng)集群對(duì)的每個(gè)集群相關(guān)的時(shí)間窗的寬度；(iv)將相應(yīng)集群對(duì)隔開的延遲差；(V)與相應(yīng)集群對(duì)相關(guān)的信號(hào)的幅度；(Vi)與相應(yīng)集群對(duì)相關(guān)的信號(hào)的頻率；以及(Vii)限定集群的空間窗口的寬度。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式的方面，提供了一種用于分析對(duì)象的神經(jīng)生理學(xué)數(shù)據(jù)的方法。該方法包括識(shí)別數(shù)據(jù)中的特征以及特征的關(guān)系；將特征以及特征的關(guān)系與基準(zhǔn)神經(jīng)生理學(xué)數(shù)據(jù)的特征以及特征的關(guān)系相比較，以識(shí)別對(duì)象的數(shù)據(jù)中的活動(dòng)相關(guān)特征；構(gòu)造具有多個(gè)節(jié)點(diǎn)的大腦網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)(BNA)圖案，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都代表活動(dòng)相關(guān)特征的特征；以及為BNA圖案中的每對(duì)節(jié)點(diǎn)分配連接性權(quán)重。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，基準(zhǔn)神經(jīng)生理學(xué)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)于從對(duì)象的組或子組獲取的數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，基準(zhǔn)神經(jīng)生理學(xué)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)于先前從同一對(duì)象獲取的歷史數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，提供基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的特征和特征的關(guān)系作為至少一個(gè)先前注釋的BNA圖案。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，至少一個(gè)先前注釋的BNA圖案為先前注釋的BNA圖案的數(shù)據(jù)庫(kù)中的至少一個(gè)條目，并且該方法還包括就數(shù)據(jù)庫(kù)中的每個(gè)條目來構(gòu)造BNA圖案。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，還包括響應(yīng)于該比較，提取關(guān)于大腦狀況的預(yù)后信息(prognostic information)。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，至少一個(gè)先前注釋的BNA圖案包括至少一個(gè)注釋為正常的BNA圖案以及至少一個(gè)注釋為異常的BNA圖案。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，該方法還包括在對(duì)象執(zhí)行或構(gòu)思執(zhí)行任務(wù)之前、期間、和/或之后，從對(duì)象的大腦獲取神經(jīng)生理學(xué)數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，該方法包括呈現(xiàn)給對(duì)象關(guān)于對(duì)象的BNA圖案和先前注釋的BNA圖案之間的相似性的反饋。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，該方法包括刺激大腦，以增強(qiáng)對(duì)象的BNA圖案和注釋為正常的BNA圖案之間的相似性。 根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，該注釋為異常的至少一個(gè)BNA圖案包括對(duì)應(yīng)于注意缺陷多動(dòng)障礙(ADHD)被注釋的至少一個(gè)BNA圖案。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，該注釋為異常的至少一個(gè)BNA圖案包括對(duì)應(yīng)于阿爾茨海默氏癥(AD)被注釋的至少一個(gè)BNA圖案。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，該注釋為異常的至少一個(gè)BNA圖案包括對(duì)應(yīng)于輕度認(rèn)知損害(MCI)被注釋的至少一個(gè)BNA圖案。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，注釋為異常的至少一個(gè)BNA圖案包括對(duì)應(yīng)于記憶障礙被注釋的至少一個(gè)BNA圖案。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，該注釋為異常的至少一個(gè)BNA圖案包括對(duì)應(yīng)于疼痛被注釋的至少一個(gè)BNA圖案。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，至少一個(gè)先前注釋的BNA圖案包括注釋的BNA圖案的集合。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，至少一個(gè)先前注釋的BNA圖案是基線注釋的BNA圖案，其將識(shí)別為具有相同大腦障礙的一組對(duì)象特征化。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，至少一個(gè)先前注釋的BNA圖案是基線注釋的BNA圖案，其將識(shí)別為具有正常大腦功能的一組對(duì)象特征化。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，至少一個(gè)先前注釋的BNA圖案包括對(duì)應(yīng)于治療的大腦相關(guān)障礙被注釋的至少一個(gè)BNA圖案以及對(duì)應(yīng)于未治療的大腦相關(guān)障礙被注釋的至少一個(gè)基線BNA圖案。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，其中，至少一個(gè)先前注釋的BNA圖案是在以下方面的至少一個(gè)大于構(gòu)造的BNA圖案的基線注釋的BNA圖案BNA圖案的(i )秩，和(ii )大小。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，該方法包括基于連接性權(quán)重計(jì)算BNA圖案相似性。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，該方法包括響應(yīng)于BNA圖案相似性確定大腦障礙指數(shù)，其中，大腦障礙對(duì)應(yīng)于注釋。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，該方法包括，將BNA圖案與同一個(gè)體的至少一個(gè)先前構(gòu)造的BNA圖案相比較，并且使用比較來確定神經(jīng)可塑性的存在、不存在、和/或水平。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，其中，連接性權(quán)重包括統(tǒng)計(jì)分?jǐn)?shù)，統(tǒng)計(jì)分?jǐn)?shù)將上述對(duì)與基準(zhǔn)數(shù)據(jù)中的對(duì)應(yīng)特征之間的關(guān)系特征化，該關(guān)系屬于延遲、延遲差、幅度、和頻率中的至少一個(gè)。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，該方法包括構(gòu)造與不同的時(shí)間間隔對(duì)應(yīng)的多個(gè)BNA圖案并且在時(shí)間軸上顯示BNA圖案。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式的方面，提供了一種用從對(duì)象的大腦獲取的神經(jīng)生理學(xué)數(shù)據(jù)評(píng)估對(duì)象的狀況的方法。該方法包括識(shí)別數(shù)據(jù)中的活動(dòng)相關(guān)特征；構(gòu)造具有多個(gè)節(jié)點(diǎn)的大腦網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)(BNA)模型，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都代表活動(dòng)相關(guān)特征的特征；計(jì)算第一 BNA圖案相似性，其描述了構(gòu)造的BNA圖案和注釋為正常的第一基線BNA圖案之間的比較；計(jì)算第二BNA圖案相似性，其描述了構(gòu)造的BNA圖案和注釋為異常的第二基線BNA圖案之間的比較；以及響應(yīng)于第一 BNA圖案相似性和第二 BNA圖案相似性，評(píng)估異常大腦功能的可能性。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，該方法包括 為BNA圖案中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)分配連接性權(quán)重，其中，第一 BNA圖案相似性和第二 BNA圖案相似性的計(jì)算部分地基于連接性權(quán)重。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，第二基線BNA圖案包括對(duì)應(yīng)于注意缺陷多動(dòng)障礙(ADHD)被注釋的至少一個(gè)BNA圖案。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，該方法還包括響應(yīng)于第一 BNA圖案相似性和第二BNA圖案相似性，確定大腦障礙指數(shù)，其中，大腦障礙指數(shù)對(duì)應(yīng)于第二基線BNA圖案的注釋。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，大腦障礙為ADHD。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式的方面，提供了一種評(píng)估注意缺陷多動(dòng)障礙(ADHD)的存在可能性的方法。該方法包括識(shí)別在從對(duì)象的大腦獲取的神經(jīng)生理學(xué)數(shù)據(jù)中的活動(dòng)相關(guān)特征；構(gòu)造具有多個(gè)節(jié)點(diǎn)的大腦網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)(BNA)圖案，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都對(duì)應(yīng)于活動(dòng)相關(guān)特征的特征；以及計(jì)算BNA圖案相似性，其描述了構(gòu)造的BNA圖案和基線BNA圖案之間的比較，在從大約IOOms至大約200ms的特征時(shí)間窗內(nèi)的多個(gè)前中央位置，基線BNA圖案具有代表主要在Θ和α頻帶下的事件相關(guān)電位的節(jié)點(diǎn)；其中，大于預(yù)定閾值的BNA圖案相似性表示對(duì)象具有ADHD的可能性。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，神經(jīng)生理學(xué)數(shù)據(jù)包括在治療之前、期間、和/或之后獲取的數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，該方法包括，通過比較對(duì)應(yīng)于在治療之前獲取的數(shù)據(jù)的BNA圖案和對(duì)應(yīng)于在治療期間和/或之后獲取的數(shù)據(jù)的BNA圖案，來評(píng)估治療的療效。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，治療包括采用活性劑的藥理學(xué)治療和采用安慰劑的安慰劑治療，其中，該方法包括通過將對(duì)應(yīng)于在安慰劑治療的期間和/或之后獲取的數(shù)據(jù)的BNA圖案與對(duì)應(yīng)于在藥理學(xué)治療的期間和/或之后獲取的數(shù)據(jù)的BNA圖案相比較，來評(píng)估藥理學(xué)治療的療效。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，活性劑包括東莨菪堿。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，活性劑包括氯胺酮。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，活性劑包括哌酸甲酯。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，活性劑包括精神安定劑。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，活性劑選自由以下項(xiàng)構(gòu)成的組東莨菪堿、氯胺酮、哌酸甲酯、多奈哌齊、毒扁豆堿、他克林、氟西汀、卡馬西平、金剛烷胺、阿撲嗎啡、溴隱亭、左旋多巴、培高利特、羅匹尼羅、司來吉蘭、苯海索、阿托品、東莨菪堿、胃長(zhǎng)寧、巴氯芬、地西泮、替扎尼定、和丹曲林。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，治療包括手術(shù)介入。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，治療包括康復(fù)治療。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，治療包括光療。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式,治療包括高壓治療(hyperbaric therapy)。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，治療包括選自由以下項(xiàng)組成的組中的至少一種治療神經(jīng)反饋、EMG生物反饋、EEG神經(jīng)反饋、經(jīng)顱磁刺激(TMS)、和直接電極刺激。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式的方面，提供了一種用于分析神經(jīng)生理學(xué)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)處理器，其被配置為接收神經(jīng)生理學(xué)數(shù)據(jù)并執(zhí)行本文描述的至少一些操作。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式的方面，提供了一種計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品。該計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品包括其中存儲(chǔ)了程序指令的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，當(dāng)程序指令被數(shù)據(jù)處理器執(zhí)行時(shí)，該指 令使數(shù)據(jù)處理器接收神經(jīng)生理學(xué)數(shù)據(jù)并執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求6至49中任一項(xiàng)的方法。除非另有限定，這里使用的所有技術(shù)和/或科學(xué)術(shù)語(yǔ)具有與本發(fā)明涉及的領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的相同的意思。雖然在本發(fā)明的時(shí)間或測(cè)試中可以使用與這里描述的那些類似或相當(dāng)?shù)姆椒ê筒牧希且韵旅枋隽耸纠苑椒ê?或材料。在沖突的情況下，將按照包括了定義的專利說明書。另外，材料、方法、和實(shí)例僅僅是示例性的，并且不旨在必須是限制性的。本發(fā)明實(shí)施方式的方法和/或系統(tǒng)的實(shí)施可以涉及人工地、自動(dòng)地、或二者結(jié)合地執(zhí)行或完成選擇的任務(wù)。此外，根據(jù)本發(fā)明的方法和/或系統(tǒng)的實(shí)施方式的儀器和設(shè)備，可以使用操作系統(tǒng)通過硬件、軟件、固件、或其組合來實(shí)施多個(gè)選擇的任務(wù)。例如，用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的選擇的任務(wù)的硬件可以實(shí)施為芯片或電路。對(duì)于軟件，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的所選擇的任務(wù)可以實(shí)施為用使用任何適當(dāng)?shù)牟僮飨到y(tǒng)的計(jì)算機(jī)執(zhí)行的多個(gè)軟件指令。在本發(fā)明的示例性實(shí)施方式中，這里描述的根據(jù)方法和/或系統(tǒng)的示例性實(shí)施方式的一個(gè)或多個(gè)任務(wù)是由數(shù)據(jù)處理器執(zhí)行的，諸如用于執(zhí)行多個(gè)指令的計(jì)算平臺(tái)?？蛇x地，數(shù)據(jù)處理器包括用于存儲(chǔ)指令和/或數(shù)據(jù)的易失存儲(chǔ)器和/或非易失存儲(chǔ)器，例如，用于存儲(chǔ)指令和/或數(shù)據(jù)的磁硬盤和/或可移除介質(zhì)。可選地，還提供了網(wǎng)絡(luò)連接。可選地還可提供諸如鍵盤或鼠標(biāo)的顯示器和/或用戶輸入裝置。


本文僅通過實(shí)例的方式參照附圖描述了本發(fā)明的一些實(shí)施方式?，F(xiàn)在詳細(xì)地具體參照附圖，要強(qiáng)調(diào)的是，通過實(shí)例的方式并且為了本發(fā)明實(shí)施方式的說明性討論，而示出了細(xì)節(jié)。在這方面，對(duì)于如何實(shí)踐本發(fā)明實(shí)施方式，結(jié)合附圖進(jìn)行的描述使得對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說是顯而易見的。在附圖中圖I是根據(jù)本發(fā)明各示例性實(shí)施方式的適于分析神經(jīng)生理學(xué)數(shù)據(jù)的方法的流程圖。圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方式的可以從神經(jīng)生理學(xué)數(shù)據(jù)提取的大腦網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)(BNA)圖案的代表性實(shí)例的示意圖。圖3A是根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方式的描述用于識(shí)別一組對(duì)象的活動(dòng)相關(guān)特征的程序的流程圖。
圖3B是根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方式的用于確定大腦活動(dòng)特征之間的關(guān)系的步驟的示意性說明。圖3C至圖3E是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式的使用圖3B中示出的程序構(gòu)造的BNA圖案的摘要說明。圖4是根據(jù)本發(fā)明各示例性實(shí)施方式的描述適于分析特定對(duì)象BNA圖案的方法的流程圖。圖5A至圖5F是示出了根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方式的用于確定大腦障礙指數(shù)的處理的代表性實(shí)例的示意圖。圖6A至圖6F是示出了根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方式的用于評(píng)估ADHD對(duì)象對(duì)治療的反應(yīng)的處理的代表性實(shí)例的示意說明。圖7A至圖7D是示出了根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方式的用于評(píng)估另一 ADHD對(duì)象對(duì)治 療的反應(yīng)的處理的代表性實(shí)例的示意圖。圖8A至圖SE是示出了根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方式的用于評(píng)估對(duì)象對(duì)東莨菪堿的反應(yīng)的處理的代表性實(shí)例的示意圖。圖9A至圖9B是示出了根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方式的使用BNA圖案來測(cè)量疼痛的代表性實(shí)例的示意圖。圖IOA至圖IOH是從工作記憶測(cè)試期間記錄的EEG數(shù)據(jù)根本發(fā)明實(shí)施方式構(gòu)造的BNA圖案的示意圖。圖11是根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方式的在執(zhí)行試驗(yàn)期間采用的方法的示意圖。圖12示出了在Co/No-go測(cè)試期間根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方式獲得的電極活動(dòng)的模式圖案，其中，該圖案對(duì)控制組(controI group )No-go活動(dòng)較具特征性,而對(duì)ADHD組No-go活動(dòng)較不具特征性。圖13示出了在Go/No-go測(cè)試期間根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方式獲得的電極活動(dòng)的圖案，其中，該圖案對(duì)ADHD組No-go活動(dòng)較具特征性,而對(duì)控制組No-go活動(dòng)較不具特征性。圖14A至圖14B是區(qū)分根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方式構(gòu)造的分別對(duì)應(yīng)于圖12和13示出的圖案的BNA圖案的示意圖。圖15A至圖15F是示出了根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方式的作為ADHD或控制的新對(duì)象的分類的示意圖。圖16示出了傳統(tǒng)ADHD測(cè)量和根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方式計(jì)算的ADHD指數(shù)之間的關(guān)系。圖17A至圖17B示出了根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方式構(gòu)造的基線BNA圖案(圖17A)以及特征為健康控制手激活的fMRI (圖17B)。圖18是9個(gè)治療療程后偏癱對(duì)象的傳統(tǒng)CT掃描。圖19示出了偏癱對(duì)象的BNA圖案分析，其中，該分析包括根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方式的特定對(duì)象BNA圖案與組BNA圖案的比較。圖20是根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方式的晚期BNA圖案構(gòu)造的偏癱對(duì)象的示意圖。圖21示出了偏癱對(duì)象的BNA圖案分析，其中，該分析包括根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方式的特定對(duì)象BNA圖案與晚期BNA圖案的比較。圖22是示出了根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方式的在監(jiān)測(cè)急性疼痛的試驗(yàn)期間采用的電極排列的示意圖。圖23A至圖23B是示出了針對(duì)置身于基線溫度(圖23A)和高溫(圖23A)之后的對(duì)象被構(gòu)造的組BNA圖案的示意圖。圖24A至圖24B示出了在置身于高溫(圖24A)和基線溫度(圖24B)期間測(cè)量的單個(gè)電極活動(dòng)的代表性實(shí)例。圖25示出了根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方式計(jì)算的客觀疼痛指數(shù)和視覺模擬量表上的主觀疼痛分?jǐn)?shù)之間的關(guān)聯(lián)。圖26示出了單個(gè)電極的幅度和視覺模擬量表上的主觀疼痛分?jǐn)?shù)之間的關(guān)聯(lián)。圖27A至圖27D示出了根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方式的在Oddball測(cè)試中的目標(biāo)刺激的神經(jīng)檢測(cè)期間獲得的電極活動(dòng)圖案，其中，該圖案對(duì)安慰劑組較具特征性，而對(duì)東莨菪堿組較不具特征性。 圖28A至圖28C示出了根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方式的在目標(biāo)刺激的神經(jīng)檢測(cè)期間獲得的電極活動(dòng)圖案，其中，該圖案對(duì)東莨菪堿組較具特征性，而對(duì)安慰劑組較不具特征性。圖29A至圖29D示出了根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方式的在Oddball測(cè)試中的新刺激的神經(jīng)檢測(cè)期間獲得的電極活動(dòng)圖案，其中，該圖案對(duì)安慰劑組較具特征性，而對(duì)東莨菪堿組較不具特征性。圖30A至圖30C示出了根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方式的在工作記憶測(cè)試中的檢索過程期間獲得的電極活動(dòng)圖案，其中，該圖案對(duì)安慰劑組較具特征性，而對(duì)東莨菪堿組較不具特征性。圖31A至圖31E示出了根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方式的在工作記憶測(cè)試中的檢索過程期間獲得的電極活動(dòng)圖案，其中，該圖案對(duì)東莨菪堿組較具特征性，而對(duì)安慰劑組較不具特征性。圖32A至圖32E示出了根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方式的在工作記憶測(cè)試的神經(jīng)記憶過程中獲得的IZ電極活動(dòng)圖案，其中，該圖案對(duì)安慰劑組較具特征性，而對(duì)東莨菪堿組較不具特征性。圖33A至圖33D針對(duì)P9電極與圖32A和圖32B相同。圖33E至圖33F針對(duì)PlO電極與圖32A和圖32B相同。圖34A至圖33B針對(duì)F6電極與圖32A和圖32B相同。圖35A至圖35B示出了根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方式的在工作記憶測(cè)試的神經(jīng)以及過程期間獲得的F4電極活動(dòng)圖案，其中，該圖案對(duì)安慰劑組較具特征性，而對(duì)東莨菪堿組較不具特征性。圖36A至圖36C示出了根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方式的獲得的電極活動(dòng)圖案，其中，該圖案對(duì)有阿爾茨海默氏病(AD)的對(duì)象較具特征性，而對(duì)有輕度認(rèn)知損害(MCI)的對(duì)象較不具特征性。圖37A至圖37C示出了根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方式的獲得的電極活動(dòng)圖案，其中，該圖案對(duì)有MCI的對(duì)象教具特征性，而對(duì)有AD的對(duì)象較不具特征性。圖38示出了根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方式的大腦障礙指數(shù)的曲線表示。圖39示出了根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方式執(zhí)行的鹽酸哌酸甲酯(MPH)研究的結(jié)果。圖40示出了對(duì)未經(jīng)治療的ADHD對(duì)象(左列)、用MPH治療后的ADHD對(duì)象(中間列)、以及控制(右列)的組BNA圖案的評(píng)估。圖41A至圖41D示出了根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方式的對(duì)兩個(gè)組執(zhí)行的工作記憶研究中獲得的結(jié)果，其中，第一組包括在編碼過程中從用安慰劑治療的對(duì)象收集的數(shù)據(jù)，并且第二組包括在檢索過程中從用安慰劑治療的對(duì)象收集的數(shù)據(jù)。圖42A至圖42D示出了在根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方式對(duì)兩個(gè)組執(zhí)行的工作記憶研究中獲得的結(jié)果，其中，第一組包括在編碼過程中從用安慰劑治療過的對(duì)象收集的數(shù)據(jù)，并且第二組包括在編碼過程中從用東莨菪堿治療過的對(duì)象收集的數(shù)據(jù)。圖43A至圖43D示出了在根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方式對(duì)兩個(gè)組執(zhí)行的工作記憶研究中獲得的結(jié)果，其中，第一組包括在檢索過程中從用安慰劑治療過的對(duì)象收集的數(shù)據(jù)，并且第二組包括在檢索過程中從用東莨菪堿治療過的對(duì)象收集的數(shù)據(jù)。
具體實(shí)施例方式在一些實(shí)施方式中，本發(fā)明涉及神經(jīng)生理學(xué)，更特別地，但不唯一地，涉及用于分·析神經(jīng)生理學(xué)數(shù)據(jù)的方法及系統(tǒng)。在詳細(xì)說明本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施方式之前，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的申請(qǐng)不必限于在以下的說明書中闡述的和/或在附圖和/或?qū)嵗姓f明的部件和/或方法的構(gòu)造和配置的細(xì)節(jié)。本發(fā)明可以有其他實(shí)施方式，并且能夠以各種方式來實(shí)踐或?qū)嵤１景l(fā)明實(shí)施方式旨在提供一種工具，其可以用于單個(gè)對(duì)象或一個(gè)對(duì)象來分析其大腦活動(dòng)，以識(shí)別與行為有關(guān)的神經(jīng)生理學(xué)圖案并構(gòu)造大腦網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)(BNA)圖案。通過將BNA圖案與一個(gè)或多個(gè)先前注釋的BNA圖案相比較，可以可選且優(yōu)選地將BNA圖案分類。BNA圖案可以有助于用于與BNA圖案相關(guān)的病理治療的診斷以及治療。圖I是根據(jù)本發(fā)明各示例性實(shí)施方式的適于分析神經(jīng)生理學(xué)數(shù)據(jù)的方法的流程圖。應(yīng)當(dāng)理解，除非另有限定，以下描述的操作可以以多種執(zhí)行組合或順序來同時(shí)執(zhí)行或者順序執(zhí)行。具體地，流程圖的順序不應(yīng)理解為限制。例如，在以下的說明書或流程圖中以特殊順序出現(xiàn)的兩個(gè)以上的操作可以以不同順序(例如，相反順序)或者順序或同時(shí)執(zhí)行。另夕卜，以下描述的若干操作是可選的并且可以不執(zhí)行。操作的至少一部分可以由被配置為用于接收數(shù)據(jù)并執(zhí)行下述操作的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(例如，專用電路或通用計(jì)算機(jī))來實(shí)施。實(shí)施本實(shí)施方式方法的計(jì)算機(jī)程序通常可以分配給分發(fā)介質(zhì)上的用戶，分發(fā)介質(zhì)諸如但不限于軟盤、CD-ROM、韓村驅(qū)動(dòng)、和便攜式硬盤驅(qū)動(dòng)。可以從分發(fā)介質(zhì)將計(jì)算機(jī)程序拷貝到硬盤或類似的中間存儲(chǔ)介質(zhì)。可以通過將計(jì)算機(jī)指令從其分發(fā)介質(zhì)或者其中間存儲(chǔ)介質(zhì)加載到計(jì)算機(jī)的執(zhí)行內(nèi)存、將計(jì)算機(jī)配置為根據(jù)本發(fā)明的方法行為來運(yùn)行計(jì)算機(jī)程序。所有這些操作對(duì)于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說是公知的。本實(shí)施方式的方法可以以多種形式來體現(xiàn)。例如，其可以體現(xiàn)在諸如用于執(zhí)行方法操作的計(jì)算機(jī)的有形介質(zhì)中。其可以體現(xiàn)在包括用于執(zhí)行方法操作的計(jì)算機(jī)可讀指令的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中。其還可以體現(xiàn)在具有數(shù)字化計(jì)算機(jī)能力的電子裝置中，該數(shù)字化計(jì)算機(jī)能力被安排為在有形介質(zhì)上運(yùn)行計(jì)算機(jī)程序或在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上執(zhí)行指令。待分析的神經(jīng)生理學(xué)數(shù)據(jù)可以直接從調(diào)研對(duì)象的大腦獲取。所獲取的數(shù)據(jù)在其本身顯示大腦組織的電、磁、化學(xué)、或結(jié)構(gòu)特征的意義上是“直接的”。神經(jīng)生理學(xué)數(shù)據(jù)可以是直接從單個(gè)對(duì)象的大腦獲取的數(shù)據(jù)或者直接從相應(yīng)的多個(gè)對(duì)象(例如，研究組)的多個(gè)電腦獲取的數(shù)據(jù)，但不一定是同時(shí)地。對(duì)于與單個(gè)大腦對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)的每個(gè)部分，通過單獨(dú)執(zhí)行下述操作可以完成對(duì)來自多個(gè)大腦的數(shù)據(jù)分析。然而，對(duì)于一個(gè)以上的大腦，可以集中執(zhí)行一些操作。因此，除非另有明確說明，單數(shù)形式的對(duì)“對(duì)象”或“大腦”的引用并不必然意味著對(duì)單個(gè)對(duì)象的數(shù)據(jù)分析。單數(shù)形式的對(duì)“對(duì)象”或“大腦”的引用還包括對(duì)應(yīng)于多個(gè)對(duì)象中的一個(gè)的數(shù)據(jù)部分的分析，該分析也可以應(yīng)用于其他部分。在獲取之后可以理解對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析(“在線分析”)，或者可以將其記錄、存儲(chǔ)并在之后分析(“離線分析”)。適于本發(fā)明的神經(jīng)生理學(xué)數(shù)據(jù)類型的代表性實(shí)例包括但不限于腦電圖(EEG)數(shù)據(jù)、腦磁圖(MEG)數(shù)據(jù)、計(jì)算機(jī)輔助斷層掃描(CAT)數(shù)據(jù)、正電子發(fā)射斷層掃描(PET)數(shù) 據(jù)、磁共振成像(MRI)數(shù)據(jù)、功能MRI (fMRI)數(shù)據(jù)、超聲數(shù)據(jù)、單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描(SPECT)數(shù)據(jù)、腦機(jī)結(jié)構(gòu)(BCI)數(shù)據(jù)、以及來自神經(jīng)級(jí)的神經(jīng)假體的數(shù)據(jù)?？蛇x地，該數(shù)據(jù)包括兩種或多種不同類型數(shù)據(jù)的組合。在本發(fā)明的各示例性實(shí)施方式中，神經(jīng)生理學(xué)數(shù)據(jù)與使用分別放置在對(duì)象頭皮上的不同位置的多個(gè)測(cè)量裝置收集的信號(hào)相關(guān)。在這些實(shí)施方式中，數(shù)據(jù)類型優(yōu)選地為EEG或MEG數(shù)據(jù)。測(cè)量裝置可以包括電極、超導(dǎo)量子干涉儀(SQUID)等。在每個(gè)這樣的位置獲得的數(shù)據(jù)部分還被稱為“通道”。在一些實(shí)施方式中，神經(jīng)生理學(xué)數(shù)據(jù)與使用放置在大腦組織本身中的多個(gè)測(cè)量裝置收集的信號(hào)相關(guān)。在這些實(shí)施方式中，數(shù)據(jù)類型優(yōu)選地是侵入性EEG數(shù)據(jù)，還被稱為腦電圖(ECoG )數(shù)據(jù)?？蛇x地且優(yōu)選地，至少在對(duì)象已經(jīng)執(zhí)行了任務(wù)和/或動(dòng)作之前和之后收集神經(jīng)生理學(xué)數(shù)據(jù)。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，至少在對(duì)象已經(jīng)構(gòu)思了任何和/或動(dòng)作但是還沒有實(shí)際執(zhí)行任務(wù)之前和之后收集神經(jīng)生理學(xué)數(shù)據(jù)。在對(duì)象正遭受可能阻止任務(wù)和/或動(dòng)作的實(shí)際執(zhí)行的一些類型的物理和/或認(rèn)知功能障礙時(shí)，這些實(shí)施方式是有用的，例如，可以看出對(duì)諸如中風(fēng)的各種腦損傷的反應(yīng)。然而，如果需要，這些實(shí)施方式可以應(yīng)用于任何對(duì)象。與任何和/或動(dòng)作(實(shí)際執(zhí)行了或構(gòu)思了)相關(guān)的神經(jīng)生理學(xué)數(shù)據(jù)可以用作事件相關(guān)措施，諸如事件相關(guān)電位(ERP)或事件相關(guān)場(chǎng)(ERF)。該任務(wù)和/或動(dòng)作(實(shí)際執(zhí)行了或構(gòu)思了)優(yōu)選地響應(yīng)于刺激物或刺激，并且數(shù)據(jù)的獲取與建立反應(yīng)的時(shí)間線并提取響應(yīng)于該時(shí)間線的數(shù)據(jù)特征的刺激同步。通常但并不一定，進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，使得在執(zhí)行或構(gòu)思任務(wù)和/或動(dòng)作之前、期間和之后連續(xù)收集神經(jīng)生理學(xué)數(shù)據(jù)?？紤]了各種類型的任務(wù)，有低水平和高水平的認(rèn)知能力任務(wù)和/或動(dòng)作。任務(wù)/動(dòng)作可以是單個(gè)的、連續(xù)的、或正在進(jìn)行的。正在進(jìn)行的低水平認(rèn)知任務(wù)/動(dòng)作的實(shí)例包括但不限于觀看電影；單個(gè)低水平認(rèn)知任務(wù)/工作的實(shí)例包括但不限于向?qū)ο筇峁┛陕犘盘?hào)(例如，簡(jiǎn)單的聲音);并且連續(xù)的低水平認(rèn)知任務(wù)/動(dòng)作的實(shí)例包括但不限于重復(fù)播放可聽信號(hào)。應(yīng)當(dāng)理解的是，對(duì)于重復(fù)性任務(wù)，對(duì)象可能最終被制約并將給予較少關(guān)注(稱為習(xí)慣化過程)，但是將仍然有來自大腦的反應(yīng)。高水平的認(rèn)知任務(wù)/動(dòng)作的實(shí)例包括但不限于所謂的“Go/NoGo任務(wù)”，其中，如果聽到了高聲調(diào)聲音，則要求對(duì)象按下按鈕，其中，如果聽到了低聲調(diào)聲音，則對(duì)象不按按鈕。該任務(wù)在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的，并且用于多種認(rèn)知能力研究。刺激和刺激反應(yīng)的許多協(xié)議在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的，其全部都被本發(fā)明的一些實(shí)施方式所考慮。刺激反應(yīng)神經(jīng)生理學(xué)測(cè)試包括但不限于Stix)0p任務(wù)、Wisconsin卡分類任務(wù)等，僅基于刺激的測(cè)試包括但不限于失匹配負(fù)波、腦干誘發(fā)反應(yīng)測(cè)聽(BERA)等。還考慮了僅基于反應(yīng)的測(cè)試，諸如但不限于掃視分析、運(yùn)動(dòng)相關(guān)電位(MRP)、N-back記憶任務(wù)以及其他工作記憶任務(wù)、“連環(huán)七”測(cè)試(從100以7跳躍往回計(jì)數(shù))、Posner注意任務(wù)等。應(yīng)當(dāng)理解，并不旨在將本發(fā)明的范圍僅限于與刺激、任務(wù)、和/或動(dòng)作相關(guān)的神經(jīng)生理學(xué)數(shù)據(jù)。本發(fā)明實(shí)施方式還可以應(yīng)用于描述自發(fā)大腦活動(dòng)的神經(jīng)生理學(xué)數(shù)據(jù)。還考慮了在特殊活動(dòng)期間獲取神經(jīng)生理學(xué)數(shù)據(jù)的實(shí)施方式，但是該獲取并不與刺激同步?，F(xiàn)在參照?qǐng)D1，方法從10開始，并且可選且優(yōu)選地繼續(xù)到接收神經(jīng)生理學(xué)數(shù)據(jù)的
11?？梢詮膶?duì)象直接記錄數(shù)據(jù)，或者可以從諸如上面存儲(chǔ)有數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)可讀內(nèi)存介質(zhì)的·外部源接收數(shù)據(jù)。該方法進(jìn)行到確定數(shù)據(jù)的特征之間的關(guān)系以識(shí)別活動(dòng)相關(guān)特征的12。這可以使用現(xiàn)有技術(shù)中的任何已知程序來完成。例如，可以采用國(guó)際公開第W02007/138579號(hào)、第WO2009/069134號(hào)、第WO 2009/069135號(hào)、和第WO 2009/069136號(hào)中描述的程序，其內(nèi)容結(jié)合于此作為參考。廣義上講，活動(dòng)相關(guān)特征的提取包括數(shù)據(jù)的多微分析，其中，分析數(shù)據(jù)來提取數(shù)據(jù)的空間和非空間特征。空間特征優(yōu)選地描述從其獲取相應(yīng)數(shù)據(jù)的位置。例如，空間特征可以包括對(duì)象頭皮上的測(cè)量裝置(例如，電極，SQUID)的位置。還考慮了其中空間特征估計(jì)大腦組織中生成神經(jīng)生理學(xué)數(shù)據(jù)的位置的實(shí)施方式。在這些實(shí)施方式中，采用了源定位程序，例如，其可以包括低分辨率電磁斷層掃描(L0RETA)。適于本實(shí)施的源定位程序在結(jié)合作為參考的上述國(guó)際公開中有描述。適于本實(shí)施方式的其他源定位程序在Greenblatt et al. , 2005, “LocalLinear Estimators for the Bioelectromagnetic Inverse Problem, ” IEEETrans.Signal Processing, 53 (9) :5430 ；Sekihara et al. “Adaptive SpatialFilters for Electromagnetic Brain Imaging(Series in BiomedicalEngineering)，，，Springer, 2008 ;以及 Sekihara et al. , 2005, “Localization bias andspatial resolution of adaptive and non adaptive spatial filters for MEG sourcereconstruction, ”NeuroImage 25:1056中找到，其內(nèi)容結(jié)合于此作為參考。另外，還考慮了其中空間特征估計(jì)細(xì)胞表面上的位置的實(shí)施方式。在這些實(shí)施方式中，處理在對(duì)象頭皮上的位置收集的數(shù)據(jù)，以將頭皮電位分布映射到細(xì)胞表面上。用于這種映射的技術(shù)是已知的，并在文獻(xiàn)中稱為皮質(zhì)電位映射(CPI)或皮質(zhì)源密度(CSD)。在以下文獻(xiàn)中可以找到適于本實(shí)施方式的映射技術(shù)Kayser et al. , 2006, “Principal Components Analysis of LaplacianWaveforms as a Generic Method for Identifying ERP Generator Patterns: I.Evaluation with Auditory Oddball Tasks,，，Cl ini cal Neurophysio logy117 (2):348;Zhang et al. , 2006, “A Cortical Potential Imaging Study fromSimultaneous Extra-and Intra-cranial Electrical Recordings by Means of theFinite Element Method,，，Neuroimage, 31 (4) : 1513 ; Perrin et al. , 1987, “ScalpCurrent Density Mapping:Value and Estimation from Potential Data,，，IEEEtransactions on biomedical engineering,BME-34(4):283;Ferree etal. , 2000, “Theory and Calculation of the Scalp Surface LapIacian, www.csi.uoregon.edu/members/ferree/tutorials/SurfaceLaplacian;以及 Babiloni etal., 1977, “High resolution EEG: a new mo del-dependent spatial deblurringmethod using a realistically-shaped MR-construeted subject’ s headmodel,，’Electroencephalography and clinical Neurophysiology 102:69。在任意上述實(shí)施方式中，如果需要，可以使用離散或連續(xù)空間坐標(biāo)系統(tǒng)來表示空間特征。當(dāng)坐標(biāo)系統(tǒng)是離散的時(shí)，其通常對(duì)應(yīng)于測(cè)量裝置的位置(例如，在頭皮、細(xì)胞表面、大腦皮層或大腦中較深的位置)。當(dāng)坐標(biāo)系統(tǒng)是連續(xù)的時(shí)，優(yōu)選地描述頭皮或細(xì)胞表面的近似形狀或者其一些采樣型態(tài)。采樣表面可以用點(diǎn)云(三維空間中的一組點(diǎn))來表示，并且足以描述表面的拓?fù)洹?duì)于連續(xù)坐標(biāo)系統(tǒng)，通過測(cè)量裝置位置之間的分段插值可以獲得空間特征。分段插值優(yōu)選地在表面上使用平滑分析功能或一組平滑分析功能。 在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，針對(duì)每個(gè)空間特征單獨(dú)獲得非空間特征。例如，可以針對(duì)每個(gè)通道單獨(dú)獲得非空間特征。當(dāng)空間特征是連續(xù)的時(shí)，優(yōu)選地在連續(xù)體上為一組離散點(diǎn)獲得非空間特征。通常，該一組離散點(diǎn)至少包括用于分段插值的點(diǎn)，但是還可以包括表面的采樣型態(tài)上的其他點(diǎn)。非空間特征優(yōu)選地包括時(shí)間特征，其通過根據(jù)獲取時(shí)間將數(shù)據(jù)分段而獲得。分段產(chǎn)生了多個(gè)數(shù)據(jù)段，其每個(gè)都對(duì)應(yīng)于獲取了對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)段的時(shí)期。時(shí)期的長(zhǎng)度取決于表示神經(jīng)生理學(xué)數(shù)據(jù)的類型的時(shí)間分辨率。例如，對(duì)于EEG或MEG數(shù)據(jù)，典型的時(shí)期長(zhǎng)度大約為1000ms。通過數(shù)據(jù)分解技術(shù)可以獲得其他非空間特征。在本發(fā)明的各示例性實(shí)施方式中，對(duì)于每個(gè)空間特征的每個(gè)數(shù)據(jù)段分別執(zhí)行分解。因此，對(duì)于特殊數(shù)據(jù)通道，例如，順序地為該特殊通道的每個(gè)數(shù)據(jù)段應(yīng)用分解(例如，首先應(yīng)用于對(duì)應(yīng)于第一時(shí)期的段，然后應(yīng)用于對(duì)應(yīng)于第二十七的段等)。同樣對(duì)其他通道執(zhí)行這種順序分解。通過識(shí)別數(shù)據(jù)中的峰的圖案，或者更優(yōu)選地，通過諸如但不限于小波分析的波形分析，可以分解神經(jīng)生理學(xué)數(shù)據(jù)。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，通過定義峰的時(shí)空鄰域來完成峰的識(shí)別。鄰域可以被定義為峰所處的空間區(qū)域(二維或三維)和/或期間出現(xiàn)了峰的時(shí)間間隔。優(yōu)選地，定義空間區(qū)域和時(shí)間間隔，以使每個(gè)峰的時(shí)空鄰域相關(guān)。定義這種鄰域的優(yōu)點(diǎn)在于，其提供了關(guān)于時(shí)間和/或空間上的數(shù)據(jù)的擴(kuò)散結(jié)構(gòu)的信息。基于峰的屬性，可以確定鄰域的大小(在各維度方面)。例如，在一些實(shí)施方式中，鄰域的大小等于峰的半峰全寬(FffHM)0本發(fā)明的范圍并不排除鄰域的其他定義。波形分析優(yōu)選地伴隨有濾波(例如，帶通濾波)，使得將波分解成共同組成了波形的多個(gè)重疊的信號(hào)峰組。濾波器本身可以是可選地重疊的。當(dāng)神經(jīng)生理學(xué)數(shù)據(jù)包括EEG數(shù)據(jù)時(shí)，在濾波期間可以采用以下頻帶中的一個(gè)或多個(gè)δ段(通常大約IHz至大約4Ηζ)，Θ段(通常大約3Hz至8Ηζ)，α段(通常從大約7至13Hz)，低β段(通常大約12Hz至大約18Hz)，β段(通常大約17Hz至大約23Hz)，以及高β段(通常大約22Hz至大約30Hz)。還考慮了包括但不限于Y段(通常大約30Hz至大約80Hz )的較高頻帶。
在波形分析后，優(yōu)選地提取諸如但不限于時(shí)間(延遲)、頻率、以及可選地幅度的波形特征。優(yōu)選地獲得這些波形特征作為離散值，從而形成分量是個(gè)體波形特征的向量。離散值的使用是有利的，這是因?yàn)?，其減小了用于進(jìn)一步分析的數(shù)據(jù)量。還考慮了諸如但不限于統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化(例如，通過標(biāo)準(zhǔn)分?jǐn)?shù)，或者通過采用任何統(tǒng)計(jì)矩)的其他削減技術(shù)。標(biāo)準(zhǔn)化可以用于減少噪聲，并且在將該方法應(yīng)用于從一個(gè)以上的對(duì)象獲取的數(shù)據(jù)時(shí)和/或在測(cè)量裝置和大腦之間的界面在不同對(duì)象中或者單個(gè)對(duì)象的不同位置中變化時(shí)，其也是有用的。例如，在EEG電極中沒有非均勻阻抗匹配時(shí)，統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化也可以是有用的。特征的提取產(chǎn)生了多個(gè)向量，其每個(gè)都包括從分段和分解獲得的空間特征(例如，各電極或其他測(cè)量裝置的位置)、以及一個(gè)或多個(gè)非空間特征作為向量分量。這些向量中的每一個(gè)都是數(shù)據(jù)特征，并且其特征遵循一些關(guān)系(例如，因果關(guān)系，其中，這兩個(gè)向量符合從與一個(gè)向量相關(guān)的位置到與另一向量相關(guān)的位置的信息流動(dòng))的任何一對(duì)向量構(gòu)成兩個(gè)活動(dòng)相關(guān)特征。 所提取的向量因此定義了多維空間。例如，當(dāng)分量包括位置、時(shí)間、和頻率時(shí)，向量定義了三維空間，并且當(dāng)分量包括位置、時(shí)間、頻率、和幅度時(shí)，向量定義了四維空間。本發(fā)明的范圍不排除更高維數(shù)。當(dāng)對(duì)于一個(gè)對(duì)象的神經(jīng)生理學(xué)數(shù)據(jù)應(yīng)用分析時(shí)，數(shù)據(jù)的每個(gè)特征都表示為由向量定義的多維空間中的點(diǎn)，并且每組活動(dòng)相關(guān)特征都表示為一組點(diǎn)，使得該組的任何點(diǎn)都在沿從該組中的一個(gè)或多個(gè)其他點(diǎn)的時(shí)間軸(以下也稱為“延遲差”)的具體距離內(nèi)。當(dāng)對(duì)從對(duì)象的組或子組獲取的神經(jīng)生理學(xué)數(shù)據(jù)應(yīng)用分析時(shí)，優(yōu)選地將數(shù)據(jù)的特征表示為上述多維空間中的離散點(diǎn)的集群。還可以在對(duì)單個(gè)對(duì)象的神經(jīng)生理學(xué)數(shù)據(jù)應(yīng)用分析時(shí)定義點(diǎn)的集群。在這些實(shí)施方式中，對(duì)于提供給對(duì)象的單個(gè)刺激分別提取波形特征的向量，從而定義多維空間中的點(diǎn)的集群，其中，集群中的每個(gè)點(diǎn)都對(duì)應(yīng)于對(duì)在不同時(shí)間應(yīng)用的刺激的反應(yīng)。單獨(dú)刺激可選且優(yōu)選地形成相同或類似刺激、或者雖然不必相同但是具有相同類型的一組刺激(例如，一組不必然相同的視覺刺激)的一組重復(fù)呈現(xiàn)。本發(fā)明的范圍不排除不同時(shí)間的不同刺激的使用。還考慮了上述表示的組合，其中，從多個(gè)對(duì)象收集數(shù)據(jù)，并且對(duì)于一個(gè)或多個(gè)對(duì)象，分別為時(shí)間上隔開的刺激(即，在隔開的時(shí)間應(yīng)用的刺激)提取波形特征的向量。在這些實(shí)施方式中，集群含有與不同對(duì)象對(duì)應(yīng)的點(diǎn)以及與對(duì)隔開的刺激的反應(yīng)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)。例如，考慮其中從10個(gè)對(duì)象收集數(shù)據(jù)的情況，其中，在數(shù)據(jù)獲取期間，每個(gè)對(duì)象都被呈現(xiàn)出了 5個(gè)刺激。在該情況下，數(shù)據(jù)集包括5 X 10=50個(gè)數(shù)據(jù)段，每個(gè)都對(duì)應(yīng)于一個(gè)對(duì)象對(duì)一個(gè)刺激的反應(yīng)。因此，在多維空間內(nèi)可以包括高達(dá)5X10個(gè)點(diǎn)的集群中，每個(gè)點(diǎn)都表示從一個(gè)數(shù)據(jù)段提取的特征向量。不管表示多個(gè)對(duì)象的特征和/或?qū)μ峁┙o單個(gè)對(duì)象的刺激的多個(gè)反應(yīng)的特征，集群沿空間的給定軸的寬度都描述了對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)特征(時(shí)間，頻率等)的活動(dòng)窗口的大小。對(duì)于代表性實(shí)例，考慮集群沿時(shí)間軸的寬度。該方法可選并優(yōu)選地使用這種寬度，以描述其中事件跨越多個(gè)對(duì)象發(fā)生的延遲范圍。類似地，集群沿頻率軸的寬度可以用于描述指示跨越多個(gè)對(duì)象發(fā)生的事件的發(fā)生的頻帶；集群沿位置軸(例如，用于對(duì)應(yīng)2D位置圖的數(shù)據(jù)的兩個(gè)位置軸，以及用于對(duì)應(yīng)于3D位置圖的數(shù)據(jù)的三個(gè)位置軸)的寬度可以用于定義在此發(fā)生了跨越多個(gè)對(duì)象的事件的一組相鄰電極，并且集群沿幅度軸的寬度可以用于定義指示跨多個(gè)對(duì)象的事件的發(fā)生的幅度范圍。對(duì)于對(duì)象組或子組，可以如下定義活動(dòng)相關(guān)特征。沿時(shí)間軸的單個(gè)集群優(yōu)選地被標(biāo)識(shí)為表示在時(shí)間窗(如上所述，由集群寬度定義)中發(fā)生的單一事件?？蛇x并優(yōu)選地使該窗口變窄，以包括一些離群點(diǎn)，從而重新定義將各數(shù)據(jù)特征特征化的延遲范圍。對(duì)于沿時(shí)間軸的連續(xù)集群，其中，序列中的每個(gè)集群都具有特殊約束內(nèi)的寬度(沿時(shí)間軸)，優(yōu)選地實(shí)施圖案提取程序，用于識(shí)別遵循其間的連接關(guān)系的這些集群。廣義上講，這種程序可以搜索集群中的集群對(duì)，在集群對(duì)中，在集群之間的足夠數(shù)量的點(diǎn)之間具有連接關(guān)系。圖案提取程序可以包括任何類型的分群程序(clustering procedure),包括但不限于基于密度的分群程序、基于最近鄰居的分群程序等。適于本實(shí)施方式的基于密度的分群程序在Cao et al.，2006，“Density-based clustering over an evolving data streamwith noise,，’Proceedings of the Sixth SIAM International Conference on Data Mining, Bethesda, Maryland, p. 328-29中有所描述。適于本實(shí)施方式 的最近鄰居分群程序在[R. 0. Duda, P. E. Hart and D. G. Stork, “Pattern Classification”(2nd Edition), AWiley - Interscience Publication, 2000]中有所描述。當(dāng)采用最近鄰居分群程序時(shí)，識(shí)別并且之后集合集群，以基于集群中的時(shí)空距離形成元集群。因此，元集群是所識(shí)別的集群的集群。在這些實(shí)施方式中，元集群是數(shù)據(jù)的特征，并且在元集群中識(shí)別活動(dòng)相關(guān)特征。圖3A是根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方式的描述用于識(shí)別一組對(duì)象的活動(dòng)相關(guān)特征的程序的流程圖。程序在40開始，并進(jìn)行到在其中識(shí)別隔離的集群的41。本實(shí)施方式考慮了子空間分群和全空間分群，在子空間分群中，在多維空間的特殊突起上識(shí)別集群，在全空間分群中，在整個(gè)多維空間上識(shí)別集群。從計(jì)算時(shí)間的角度看，子空間集群是優(yōu)選的，并且從功能概括性的角度看，全空間分群是優(yōu)選的。子空間分群的一個(gè)代表性實(shí)例包括對(duì)于每個(gè)預(yù)定頻帶和每個(gè)預(yù)定空間位置，分別沿時(shí)間軸識(shí)別集群。識(shí)別可選且優(yōu)選地以活動(dòng)具有固定和優(yōu)選窗口寬度的時(shí)間窗為特征。對(duì)于S段，EEG數(shù)據(jù)的通常窗口寬度大約為200ms。優(yōu)選地對(duì)集群中的最小數(shù)量點(diǎn)應(yīng)用約束，以不從分析排除小集群。通常，排除具有小于X個(gè)點(diǎn)的集群，其中，X等于組中的對(duì)象的大約80%。在程序期間可以更新最小數(shù)量的點(diǎn)。一旦定義了集群的初始集合，優(yōu)選地減小時(shí)間窗的寬度。子空間分群的另一代表性實(shí)例包括，對(duì)于每個(gè)預(yù)定頻帶，優(yōu)選地分別識(shí)別空間時(shí)間子空間上的集群。在該實(shí)施方式中，如上面進(jìn)一步纖細(xì)介紹的，使用連續(xù)空間坐標(biāo)系統(tǒng)(例如，通過測(cè)量裝置的位置之間的分段插值)來表示所提取的空間特征。因此，每個(gè)集群都與時(shí)間窗以及空間區(qū)域相關(guān)，其中，空間區(qū)域的中心可能會(huì)也可能不會(huì)在測(cè)量裝置的位置。在一些實(shí)施方式中，至少一個(gè)集群與其中心在與測(cè)量裝置的位置不同的位置的空間區(qū)域相關(guān)?？臻g時(shí)間子集通常是三維的，有一個(gè)時(shí)間維度和兩個(gè)空間維度，其中，在可以對(duì)應(yīng)于例如頭皮表面的形狀、細(xì)胞表面等的表面上，每個(gè)集群都與時(shí)間窗和二維空間區(qū)域相關(guān)。還考慮了思維空間時(shí)間空間，其中，每個(gè)集群都與至少部分地對(duì)應(yīng)于內(nèi)部大腦的體積上的時(shí)間窗和三維空間區(qū)域相關(guān)。子空間分群的另一代表性實(shí)例包括識(shí)別頻率空間時(shí)間子空間上的集群。在該實(shí)施方式中，不同于對(duì)于每個(gè)預(yù)定頻帶單獨(dú)搜索集群，該方還允許在沒有預(yù)定的頻率下識(shí)別集群。因此，認(rèn)為頻率是子空間中的連續(xù)坐標(biāo)。如同在空間時(shí)間子空間的實(shí)施方式中，使用連續(xù)空間坐標(biāo)系統(tǒng)來表示所提取的空間特征。因此，每個(gè)集群都與時(shí)間窗、空間區(qū)域、和頻帶相關(guān)。如上面進(jìn)一步詳細(xì)介紹的，空間區(qū)域可以是二維或三維的。在一些實(shí)施方式中，至少一個(gè)集群是與其中心在與測(cè)量裝置的位置不同的位置的空間區(qū)域相關(guān)的，并且至少一個(gè)集群與包括δ、θ、α、低β、β、高β、和Y帶的兩個(gè)或多個(gè)頻率的頻帶相關(guān)。例如，集群可以與S帶的一部分和Θ帶的一部分、或者Θ帶的一部分和α帶的一部分、或者α帶的一部分和低β帶的一部分上的頻帶相關(guān)。程序可選且優(yōu)選地進(jìn)行到42，在42，選擇集群對(duì)。程序可選且優(yōu)選地進(jìn)行到43，在43，針對(duì)在所選擇的對(duì)中表示的每個(gè)對(duì)象，可選地計(jì)算對(duì)應(yīng)的事件之間的延遲差(包括零差)。程序進(jìn)行到44，在44，對(duì)所計(jì)算的延遲差應(yīng)用約束，使得拒絕在預(yù)定閾值范圍(例如，Oms至30ms)外的延遲差，同時(shí)接受在預(yù)定閾值范圍內(nèi)的延遲差。程序進(jìn)行到?jīng)Q定45，在此，程序確定所接受的差的數(shù)量是否足夠大(即，在某數(shù)值以上例如，在組中的對(duì)象的80%以上)。如果所接受的差的數(shù)量不足夠大，則程序進(jìn)行到46，在此，程序接受集群對(duì)，并將其識(shí)別為活動(dòng)相關(guān)特征對(duì)。如果接受的差的數(shù)量足夠大，則程序進(jìn)行到47，在47，程序拒絕對(duì)。從46或47，本實(shí)施方式的程序循回到42。 在圖3B中示出了用于確定數(shù)據(jù)特征和活動(dòng)相關(guān)特征的識(shí)別之間的關(guān)系的說明性實(shí)例。就到包括時(shí)間和位置的二維空間上的映射而言提供了該說明。本實(shí)例用于其中空間特征是離散的實(shí)施方式，其中，對(duì)于每個(gè)預(yù)定頻帶和每個(gè)預(yù)定空間位置，分別沿時(shí)間軸識(shí)別集群。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將知道如何將該描述用于其他量綱，例如，頻率、幅度等。圖3B示出了其中從標(biāo)號(hào)為I至6的6個(gè)對(duì)象(或者從單個(gè)對(duì)象，在不同時(shí)間呈現(xiàn)了 6個(gè)刺激)收集數(shù)據(jù)的場(chǎng)景。為了清楚地表述起見，不同的數(shù)據(jù)段數(shù)據(jù)(例如，從不同對(duì)象收集的數(shù)據(jù)，或者從同一對(duì)象但是不同時(shí)間的刺激收集的數(shù)據(jù))沿表示為“數(shù)據(jù)段號(hào)”的垂直軸隔開。對(duì)于每個(gè)段，開環(huán)表示在表示為“A”的一個(gè)特殊位置記錄的事件(通過測(cè)量裝置，例如，EEG電極)，并且固體磁盤表示在表示為“B”的另一特殊位置記錄的事件。時(shí)間軸表示例如從對(duì)象被呈現(xiàn)了刺激的時(shí)間開始測(cè)量的相應(yīng)事件的延遲。事件的延遲這里用t(i)A和t(i)B表示，其中，i表示段指數(shù)( =1，···，6)并且A和B表示位置。為了清楚地表述期間，圖3Β中沒有示出延遲，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員有了這里描述的細(xì)節(jié)，將知道如何將延遲添加到附圖中。對(duì)于每個(gè)位置A和B，定義了時(shí)間窗。表示為AtA和AtB的這些時(shí)間窗對(duì)應(yīng)于集群沿時(shí)間軸的寬度，并且根據(jù)需要，它們可以彼此相同或不同。還在兩個(gè)單一事件之間定義了延遲差窗口 AtAB。該窗口對(duì)應(yīng)于沿集群之間(例如，在其中心之間)的時(shí)間軸的分割。窗口 AtAB被示出為具有虛線段和實(shí)線段的間隔。虛線段的長(zhǎng)度表示窗口的下限，并且間隔的總長(zhǎng)度表示窗口的上限。Δ Α、AtB、和Δ U是用于確定是否接受在A和B記錄的事件對(duì)作為活動(dòng)相關(guān)特征的標(biāo)準(zhǔn)。時(shí)間窗AtA和AtB優(yōu)選地用于識(shí)別組中的單一事件。如圖所示，對(duì)于每個(gè)段號(hào)I、
2、4、和5，事件都落入相應(yīng)時(shí)間窗(數(shù)學(xué)上，這可以寫成如下t(i)Ae AtA,t(i)B e AtA, i =1、2、4、5)。另一方面，對(duì)于段號(hào)3，在A記錄的事件在AtA外部(t(3)A e AtA)，而在B記錄的事件落入AtB(t(3)B e AtB)，對(duì)于段號(hào)6，在A記錄的事件落入AtA(t(6)A e AtA)，而在B記錄的事件在AtB外部(t(6)Be AtB)。因此，對(duì)于位置A，當(dāng)單一事件定義為從段號(hào)1、2、
4、5、和6獲得的數(shù)據(jù)點(diǎn)，并且對(duì)于位置B，將單一事件表示為從段號(hào)I至5獲得的數(shù)據(jù)點(diǎn)。
延遲差窗口優(yōu)選地用于識(shí)別活動(dòng)相關(guān)特征。在本發(fā)明的各示例性實(shí)施方式中，將每個(gè)段的延遲差(i = 1,2,…，5)與延遲差窗口 Atffi比較。在本發(fā)明的各示例性實(shí)施方式中，如果(i)對(duì)中的每個(gè)特征都屬于單一事件，且(ii)對(duì)應(yīng)的延遲差落入
，則接受特征對(duì)作為活動(dòng)相關(guān)對(duì)。在圖3B的說明中，由于這些段中的每個(gè)都滿足了兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)AtAB, t(i)A e AtA, t(i)B e AtA, i=4，5)，因此從段號(hào)4和5記錄的每個(gè)對(duì)都被接受作為活動(dòng)相關(guān)特征對(duì)。由于、和中的每個(gè)都在AtAB外部(At(i)ABe Λ tAB，i=l，2，3)，因此從段號(hào)1-3記錄的對(duì)沒有通過延遲差標(biāo)準(zhǔn)。因此，這些對(duì)被拒絕。值得注意的是，在本實(shí)施方式中，即使從段號(hào)6獲得的對(duì)通過了延遲差標(biāo)準(zhǔn)，該對(duì)也被拒絕，這是因?yàn)槠錄]有通過時(shí)間窗標(biāo)準(zhǔn)(At(6)AB e AtAB)。在本發(fā)明的各實(shí)施方式中，該程序還接受與在兩個(gè)或以上的不同位置發(fā)生的數(shù)據(jù)的同步事件對(duì)應(yīng)的對(duì)。雖然這種事件相對(duì)于彼此沒有因果關(guān)系(因?yàn)樵谖恢弥g沒有信息流)，但還是通過該方法來標(biāo)記對(duì)應(yīng)的特征。不受限于任何特殊理論，雖然該方法并未指出，·但本發(fā)明人考慮了與另一事件有因果關(guān)系的數(shù)據(jù)的同步事件。例如，同一物理刺激可以在大腦中的兩個(gè)或多個(gè)位置生成同步事件。在46接受的活動(dòng)相關(guān)特征的識(shí)別對(duì)可以被視為基本圖案，其可以用作用于構(gòu)造特征空間中的復(fù)雜圖案的基本構(gòu)建塊。在本發(fā)明的各示例性實(shí)施方式中，方法進(jìn)行到48，在48中，將兩個(gè)或多個(gè)活動(dòng)相關(guān)特征對(duì)結(jié)合(例如,連結(jié),concatenate),以形成兩個(gè)以上特征的圖案。如由向量表現(xiàn)的，連結(jié)標(biāo)準(zhǔn)在對(duì)的特征之間可以類似。例如，在一些實(shí)施方式中，如果兩隊(duì)活動(dòng)相關(guān)特征具有共同特征，則它們是連結(jié)的。象征性地，這可以公式表示如下“A-B”對(duì)和“B-C”對(duì)具有共同特征“B”，并且連結(jié)形成復(fù)雜圖案A-B-C。優(yōu)選地，連結(jié)的特征集合經(jīng)歷閾值程序，例如，當(dāng)組中的X%或以上的對(duì)象包括在連結(jié)集合中時(shí)，接受該集合，并且當(dāng)組中的小于χ%的對(duì)象包括在連結(jié)集合中時(shí)，拒絕該集合。閾值X的典型值為大約80。因此，三個(gè)以上特征的每個(gè)圖案對(duì)應(yīng)于集群的集合，該集合被定義為使得集合中的任何集群都在從集合中的一個(gè)或多個(gè)其他集群的具體延遲差中。一旦分析了所有集群對(duì)，程序進(jìn)行到終止符49，在49，程序結(jié)束。再次參照?qǐng)D1，在13，構(gòu)造大腦網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)(BNA)圖案。參照?qǐng)D2可以更好地理解BNA圖案的概念，圖2是根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方式的可以從神經(jīng)生理學(xué)數(shù)據(jù)提取的BNA圖案20的代表性實(shí)例。BNA圖案20具有多個(gè)節(jié)點(diǎn)22，每個(gè)都表示一個(gè)活動(dòng)相關(guān)特征。例如，節(jié)點(diǎn)可以表示在特殊位置并且在特殊時(shí)間窗或延遲范圍的特殊頻帶(可選地兩個(gè)或多個(gè)特殊頻帶)，可選地具有特殊幅度范圍。一些節(jié)點(diǎn)22被棱邊24連接，每個(gè)棱邊24都表示在各棱邊的末端的節(jié)點(diǎn)之間的因果關(guān)系。因此，BNA圖案被表示為具有節(jié)點(diǎn)和棱邊的圖形。在本發(fā)明的各示例性實(shí)施方式中，BNA圖案包括多個(gè)離散節(jié)點(diǎn)，其中，關(guān)于數(shù)據(jù)特征的信息僅用節(jié)點(diǎn)表示，并且關(guān)于特征中的關(guān)系的信息僅用棱邊表示。圖2示出了頭皮的樣板26中的BNA圖案20，允許將節(jié)點(diǎn)的位置與各大腦葉(額區(qū)28，中央30，頂葉32，枕葉34，和顳36)相關(guān)。BNA圖案中的節(jié)點(diǎn)可以通過其各種特征來標(biāo)注。如果需要，還可以采用顏色編碼或形狀編碼可視化技術(shù)。例如，可以使用一個(gè)顏色或相撞來顯示與特殊頻帶對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)，并且可以使用另一顏色或形狀來顯示與另一頻帶對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)。在圖2的代表性實(shí)例中，給出了兩個(gè)顏色。紅色節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)于δ波，并且綠色節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)于Θ波。BNA圖案20可以描述單個(gè)對(duì)象或?qū)ο蟮慕M或子組的大腦活動(dòng)。描述單個(gè)對(duì)象的大腦活動(dòng)的BNA圖案在這里被稱為特定對(duì)象BNA圖案，并且描述對(duì)象的組或子組的大腦活動(dòng)的BNA圖案在這里被稱為組BNA圖案。當(dāng)BNA圖案20為特定對(duì)象BNA圖案時(shí)，僅適用從相應(yīng)對(duì)象的數(shù)據(jù)提取的向量來構(gòu)造BNA圖案。因此，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都與多維空間中的點(diǎn)對(duì)應(yīng)，并因此表示大腦中的活動(dòng)事件。當(dāng)BNA圖案20為組BNA圖案時(shí)，一些節(jié)點(diǎn)可以對(duì)應(yīng)于多維空間中的點(diǎn)的集群，并且因此表示多見于對(duì)象的組或子組中的活動(dòng)事件。由于組BNA圖案的統(tǒng)計(jì)性質(zhì)，組BNA圖案中的節(jié)點(diǎn)的數(shù)量(這里被稱為“秩(order)”)和/或棱邊的數(shù)量(這里被稱為“大小”)通常但并非一定大于特定對(duì)象BNA圖案的秩和/或大小。作為用于構(gòu)造組BNA圖案的簡(jiǎn)單實(shí)例，考慮圖3B中示出的簡(jiǎn)化場(chǎng)景，其中，“段”對(duì)應(yīng)于對(duì)象的組或子組中的不同對(duì)象。在本實(shí)例中，組數(shù)據(jù)包括與位置A和B相關(guān)的兩個(gè)單 一事件。這些事件中的每個(gè)都形成多維空間中的集群。在本發(fā)明的各示例性實(shí)施方式中，在這里被稱為集群A和B的集群中的每個(gè)都用組BNA中的節(jié)點(diǎn)表示。因?yàn)檫@兩個(gè)集群A和B是通過這種關(guān)系的標(biāo)準(zhǔn)的這些集群中的一些單個(gè)點(diǎn)，因此集群A和B被識(shí)別為活動(dòng)相關(guān)特征(在本實(shí)例中，對(duì)象號(hào)4和5的對(duì))。因此，在本發(fā)明的各示例性實(shí)施方式中，對(duì)應(yīng)于集群A和B的節(jié)點(diǎn)通過棱邊連接。所得到的組BNA圖案的簡(jiǎn)化說明在圖3C中示出?？蛇x且優(yōu)選地，通過將從相應(yīng)對(duì)象收集的數(shù)據(jù)特征和特征中的關(guān)系與基準(zhǔn)數(shù)據(jù)(在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，包括組數(shù)據(jù))的特征和特征中的關(guān)系相比較來構(gòu)造特定對(duì)象BNA圖案。在這些實(shí)施方式中，將與對(duì)象的數(shù)據(jù)相關(guān)的點(diǎn)和點(diǎn)中的關(guān)系和與組的數(shù)據(jù)相關(guān)的集群和集群中的關(guān)系相比較。例如，考慮圖3B中示出的簡(jiǎn)化場(chǎng)景，其中，“段”對(duì)應(yīng)于對(duì)象的組或子組中的不同對(duì)象。集群A不包括來自對(duì)象號(hào)3的貢獻(xiàn)，集群B不包括來自對(duì)象號(hào)6的貢獻(xiàn)，因?yàn)閷?duì)于這些對(duì)象，各點(diǎn)沒有通過時(shí)間窗標(biāo)準(zhǔn)。因此，在本發(fā)明的各示例性實(shí)施方式中，當(dāng)構(gòu)造特定對(duì)象BNA圖案用于對(duì)象號(hào)3時(shí)，其不包括對(duì)應(yīng)于位置A的節(jié)點(diǎn)，并且當(dāng)構(gòu)造特定對(duì)象BNA圖案用于對(duì)象號(hào)6時(shí)，其不包括對(duì)應(yīng)于位置B的節(jié)點(diǎn)。另一方面，位置A和B都表示為被構(gòu)造用于任何對(duì)象號(hào)1、2、4、和5的特定對(duì)象BNA圖案中的節(jié)點(diǎn)。對(duì)于其相應(yīng)點(diǎn)被接受作為活動(dòng)相關(guān)特征的對(duì)的那些對(duì)象(在本實(shí)例中，對(duì)象號(hào)4和5)，對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)優(yōu)選地通過棱邊連接。在圖3D中示出了每種情況的特定對(duì)象BNA圖案的簡(jiǎn)單說明。值得注意的是，對(duì)于只有兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的該簡(jiǎn)單實(shí)例，圖3D的特定對(duì)象BNA與圖3C的組BNA類似。對(duì)于更大數(shù)量的節(jié)點(diǎn)，如上所述，組BNA圖案的秩和/或大小通常大于特定對(duì)象BNA圖案的秩和/或大小。如下面詳細(xì)介紹的，特定對(duì)象和組BNA圖案之間的其他差，可以通過由棱邊表示的活動(dòng)相關(guān)特征之間的關(guān)系度來表現(xiàn)。對(duì)于其相應(yīng)點(diǎn)被拒絕的對(duì)象(在本實(shí)例中，對(duì)象號(hào)I和2)，對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)優(yōu)選地不通過棱邊連接。圖3E中示出了這種情況的特定對(duì)象BNA圖案的簡(jiǎn)單說明。然而，應(yīng)當(dāng)理解，盡管就特殊對(duì)象的數(shù)據(jù)與對(duì)象組的數(shù)據(jù)之間的關(guān)系而言描述了用于構(gòu)造特定對(duì)象BNA圖案的上述技術(shù)，但情況并非一定如此，因?yàn)樵谝恍?shí)施方式中，可以僅從單個(gè)對(duì)象的數(shù)據(jù)構(gòu)造特定對(duì)象BNA圖案。在這些實(shí)施方式中，分別為時(shí)間上隔開的模擬提取波形特征的向量，以定義點(diǎn)的集群，其中，如上面進(jìn)一步詳細(xì)介紹的，集群中的每個(gè)點(diǎn)都對(duì)應(yīng)于在不同時(shí)間施加的刺激的反應(yīng)。在這些實(shí)施方式中，用于構(gòu)造特定對(duì)象BNA圖案的程序優(yōu)選地與上述用于構(gòu)造組BNA圖案的程序相同。然而，由于從單個(gè)對(duì)象收集所有數(shù)據(jù)，因此BNA圖案是特定對(duì)象的。因此，本實(shí)施方式考慮了兩種特定對(duì)象BNA圖案第一種，描述了特殊對(duì)象與對(duì)象的主或子組的關(guān)聯(lián)，其是特定對(duì)象的組BNA圖案的表現(xiàn)；以及第二種，描述了特定對(duì)象的數(shù)據(jù)，而沒有將對(duì)象與對(duì)象的組或子組相關(guān)聯(lián)。前一種BNA圖案在本文被稱為關(guān)聯(lián)的特定對(duì)象BNA圖案，并且后一種BNA圖案在本文被稱為無(wú)關(guān)聯(lián)的特定對(duì)象BNA圖案。對(duì)于無(wú)關(guān)聯(lián)的特定對(duì)象BNA圖案，可選并優(yōu)選地在對(duì)數(shù)據(jù)取平均并且將其變成數(shù)據(jù)的一單個(gè)向量之前，優(yōu)選地對(duì)單個(gè)刺激的重復(fù)演示的集，即，單個(gè)試驗(yàn)的集，執(zhí)行該分析。對(duì)于組BNA圖案，另一方面，可選并優(yōu)選地對(duì)組的每個(gè)對(duì)象的數(shù)據(jù)取平均，然后變成數(shù)據(jù)的向量。值得注意的是，雖然無(wú)關(guān)聯(lián)的特定對(duì)象BNA圖案對(duì)于特殊對(duì)象一般是唯一的(在 構(gòu)造特定對(duì)象BNA圖案時(shí))，但是因?yàn)閷?duì)象可以具有到不同組的不同關(guān)聯(lián)，因此同一對(duì)象可以通過一個(gè)以上的關(guān)聯(lián)的特定對(duì)象BNA圖案來表示特征。例如，考慮健康對(duì)象組和均遭受相同大腦障礙的非健康對(duì)象組。進(jìn)一步考慮可能屬于也可能不屬于這些組中的一個(gè)的對(duì)象Y。本實(shí)施方式考慮了對(duì)于對(duì)象Y的若干特定對(duì)象BNA圖案。第一 BNA圖案為無(wú)關(guān)聯(lián)的特定對(duì)象BNA圖案，如上所述，因?yàn)樵搱D案從僅從對(duì)象Y收集的數(shù)據(jù)溝槽，因此其對(duì)于該對(duì)象通常是唯一的。第二 BNA圖案是關(guān)聯(lián)的特定對(duì)象BNA圖案，其就對(duì)象Y的數(shù)據(jù)與健康組的數(shù)據(jù)之間的關(guān)系而言被構(gòu)造。第三BNA圖案是關(guān)聯(lián)的特定對(duì)象BNA圖案，其就對(duì)象Y的數(shù)據(jù)和非健康組的數(shù)據(jù)之間的關(guān)系而言被構(gòu)造。這些BNA圖案中的每個(gè)對(duì)于評(píng)估對(duì)象Y的狀況是有用的。例如，由于第一 BNA圖案允許將BNA圖案與先前構(gòu)造的無(wú)關(guān)聯(lián)的特定對(duì)象BNA圖案相比較，因此第一 BNA圖案對(duì)于監(jiān)控對(duì)象的大腦功能隨時(shí)間的變化是有用的(例如，監(jiān)控大腦可塑性等)。第二 BNA圖案和第三BNA圖案對(duì)于確定對(duì)象Y和相應(yīng)組之間的關(guān)聯(lián)程度從而確定對(duì)象大腦障礙的可能性是有用的。還考慮了其中預(yù)先從同一對(duì)象獲取用于構(gòu)造與歷史數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的特定對(duì)象BNA圖案的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的實(shí)施方式。除了 BNA圖案與同一對(duì)象而不是對(duì)象組的歷史相關(guān)，這些實(shí)施方式與以上關(guān)于關(guān)聯(lián)的特定對(duì)象BNA圖案描述的實(shí)施方式類似。另外還考慮了其中在某個(gè)稍后的時(shí)間從同一對(duì)象獲取與數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的實(shí)施方式。這些實(shí)施方式允許調(diào)查在較早的時(shí)間獲取的數(shù)據(jù)是否演變成在較晚的時(shí)間獲取的數(shù)據(jù)。一個(gè)特殊和非限制的實(shí)例是同一對(duì)象的若干治療療程(例如，N個(gè)療程)的情況。在第一若干治療療程(例如，從療程I至療程&〈Ν)中獲取的數(shù)據(jù)可以用作用于構(gòu)造與中間療程(例如，從療程1(2>1^至療程Κ3>Κ2)對(duì)應(yīng)的第一關(guān)聯(lián)的特定對(duì)象BNA圖案的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，并且在最后的若干治療療程(例如，從療程匕至療程N(yùn))獲取的數(shù)據(jù)可以用作用于構(gòu)造與上述中間療程對(duì)應(yīng)的第二關(guān)聯(lián)的特定對(duì)象BNA圖案的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，其中，KkZkZkykp同一對(duì)象的這兩個(gè)關(guān)聯(lián)的特定對(duì)象BNA圖案可以用于確定從較早的治療階段到較晚的治療階段的數(shù)據(jù)演變。方法進(jìn)行到14，在14中，為BNA圖案中的每對(duì)節(jié)點(diǎn)(湖州哦和，相當(dāng)于為BNA圖案中的每個(gè)棱邊)分配連接性權(quán)重，從而提供加權(quán)的BNA圖案。連接性權(quán)重在圖2、圖3C、和圖3D中通過連接兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的棱邊厚度來表示。例如，較厚的棱邊可以對(duì)應(yīng)于較高的權(quán)重，并且較薄的棱邊可以對(duì)應(yīng)于較低的權(quán)重。在本發(fā)明的各示例性實(shí)施方式中，連接性權(quán)重包括基于以下集群屬性中的至少一個(gè)計(jì)算的權(quán)重指數(shù)WI: (i )參與相應(yīng)集群對(duì)的對(duì)象數(shù)量，其中，將較大的權(quán)重分配給較大的對(duì)象數(shù)量；(ii)對(duì)的每個(gè)集群中的對(duì)象數(shù)量之間的差(稱為對(duì)的“分化水平”)，其中，將較大的權(quán)重分配給較低的分化水平；(iii)與對(duì)應(yīng)集群中的每個(gè)相關(guān)的時(shí)間窗的寬度(見，例如，圖3A中的AtA和Λ tB)，其中，將較大的權(quán)重分配給較窄的窗口 ；(iv)兩個(gè)集群之間的延遲差(見圖3A中的其中，將較大的權(quán)重分配給較窄的窗口 ；(v)與對(duì)應(yīng)的集群相關(guān)的信號(hào)幅度；(vi)與對(duì)應(yīng)的集群相關(guān)的信號(hào)頻率；以及(vii)定義集群的空間窗口的寬度(在坐標(biāo)系統(tǒng)為連續(xù)的實(shí)施方式中)。對(duì)于除屬性(i)和(ii)的任意集群屬性，優(yōu)選地使用屬性的統(tǒng)計(jì)觀察值，例如，但不限于，集群的平均數(shù)、中位數(shù)、上確界、下確界、和方差。對(duì)于組BNA圖案或無(wú)關(guān)聯(lián)的特定對(duì)象BNA圖案，連接性權(quán)重優(yōu)選地等于基于集群屬性計(jì)算的權(quán)重指數(shù)WI。
對(duì)于關(guān)聯(lián)的特定對(duì)象BNA圖案，優(yōu)選地基于權(quán)重指數(shù)WI以及用SI表示的一個(gè)或多個(gè)特定對(duì)象或特定對(duì)量來分配節(jié)點(diǎn)對(duì)的連接性權(quán)重。以下提供了這種數(shù)量的代表性實(shí)例。在本發(fā)明的各示例性實(shí)施方式中，將通過將WI和SI結(jié)合而計(jì)算的連接性權(quán)重分配給關(guān)聯(lián)的特定對(duì)象BNA圖案的一對(duì)節(jié)點(diǎn)。例如，關(guān)聯(lián)的特定對(duì)象BNA圖案中的對(duì)的連接性權(quán)重可以通過WI · SI給出。當(dāng)為節(jié)點(diǎn)的給定對(duì)計(jì)算一個(gè)以上的量時(shí)(即N個(gè)量)，可以將一個(gè)以上的連接性權(quán)重份分配給該對(duì)，例如，WI · SI1, WI · SI2,…，WI · SIn，其中，SI1,SI2,…，SIN是N個(gè)計(jì)算的量。可選地或者另外地，給定對(duì)的所有連接性權(quán)重可以例如通過取平均、相乘等組合。量SI可以是例如表示特定對(duì)象對(duì)和對(duì)應(yīng)集群之間的關(guān)系的統(tǒng)計(jì)分?jǐn)?shù)數(shù)。統(tǒng)計(jì)分?jǐn)?shù)可以是任何類型，包括但不限于離均差、絕對(duì)離差、標(biāo)準(zhǔn)分等。從其計(jì)算統(tǒng)計(jì)分?jǐn)?shù)的關(guān)系可以與用于計(jì)算權(quán)重指數(shù)WI的一個(gè)或多個(gè)屬性有關(guān)，該屬性包括但不限于延遲、延遲差、幅度、頻率等。與延遲或延遲差有關(guān)的統(tǒng)計(jì)分?jǐn)?shù)這里被稱為同步分?jǐn)?shù)并被表示為Sis。因此，根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方式的同步分?jǐn)?shù)可以通過計(jì)算以下的統(tǒng)計(jì)分?jǐn)?shù)來獲得(i)相對(duì)于對(duì)應(yīng)集群的組平均延遲，為對(duì)象獲得的點(diǎn)的延遲(例如，在上述實(shí)例中，〖(^和t(i)B)，和/或(ii)相對(duì)于兩個(gè)對(duì)應(yīng)集群之間的組平均延遲差，為對(duì)象獲得的兩個(gè)點(diǎn)之間的延遲差(例如，At'B)。與幅度有關(guān)的統(tǒng)計(jì)分?jǐn)?shù)這里被稱為幅度分?jǐn)?shù)并被表示為Sla。因此，通過相對(duì)于對(duì)應(yīng)集群的組平均幅度，計(jì)算為對(duì)象獲得的幅度的統(tǒng)計(jì)分?jǐn)?shù)，來獲得根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方式的幅度分?jǐn)?shù)。與頻率有關(guān)的統(tǒng)計(jì)分?jǐn)?shù)這里被稱為頻率分?jǐn)?shù)并被表示為SIf。因此，通過相對(duì)于對(duì)應(yīng)集群的組平均頻率，計(jì)算為對(duì)象獲得的頻率的統(tǒng)計(jì)分?jǐn)?shù)，來獲得根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方式的頻率分?jǐn)?shù)。與位置有關(guān)的統(tǒng)計(jì)分?jǐn)?shù)這里被稱為位置分?jǐn)?shù)并被表示為SI1。如上面進(jìn)一步詳細(xì)介紹的，在采用連續(xù)坐標(biāo)系統(tǒng)的實(shí)施方式中，這些實(shí)施方式特別有用。因此，通過相對(duì)于對(duì)應(yīng)集群的組平均位置，計(jì)算為對(duì)象獲得的位置的統(tǒng)計(jì)分?jǐn)?shù)，來獲得根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方式的位置分?jǐn)?shù)。本發(fā)明的范圍不排除與其他屬性有關(guān)的統(tǒng)計(jì)分?jǐn)?shù)的計(jì)算。以下描述了根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方式的用于計(jì)算量SI的技術(shù)。如果存在，當(dāng)SI是統(tǒng)計(jì)分?jǐn)?shù)SIs時(shí)，該計(jì)算可選并優(yōu)選地基于通過電極對(duì)與時(shí)空約束集匹配的離散時(shí)間點(diǎn)(TimesuW)。在這些實(shí)施方式中，對(duì)于每個(gè)區(qū)，將這些點(diǎn)的時(shí)間與組圖案中參與的離散點(diǎn)的時(shí)間的平均和標(biāo)準(zhǔn)偏差相比較，以提供區(qū)域的同步分?jǐn)?shù)SIsr。例如，通過將該對(duì)中的兩個(gè)區(qū)域的區(qū)域同步分?jǐn)?shù)取平均，可以計(jì)算同步分?jǐn)?shù)Sis。通過，該過程可以寫為·取=0.5 + ^^;^=
ifft0) + st(ji))r可選且優(yōu)選地，以類似的方式計(jì)算幅度分?jǐn)?shù)Sla。開始，對(duì)于每個(gè)區(qū)域，將單個(gè)對(duì)象的離散點(diǎn)的幅度(Ampsubj)與參與組圖案的離散點(diǎn)的幅度的平均和標(biāo)準(zhǔn)偏差(Amppat)相比較，以提供區(qū)域幅度分?jǐn)?shù)SIa-然后，例如通過將對(duì)中的兩個(gè)區(qū)域的區(qū)域幅度分?jǐn)?shù)取平均來計(jì)算幅度分?jǐn)?shù)
SIar = 0.5 + —「-——――-;Sle = ^XSZer 2 ' Mp~ AnpmI1.) + std(Amppat)) r可以如下計(jì)算一個(gè)或多個(gè)BNA圖案相似性S作為BNA圖案的節(jié)點(diǎn)上的加權(quán)平均
Σ_ *取)Ss = ..J—w:-
I
堿— M
V P；. mSIajSa = =T--
YiWi
a
Σ_ *哺Sf =............^.................................................
Σ(,υ51 = -^=-
I形式上，可以如下計(jì)算額外的相似性Sc Ic = 1 I——,其中，如果對(duì)i存在于對(duì)象的數(shù)據(jù)中，則SIci是等于I的二進(jìn)制數(shù)，否則，等于O。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，量SI包括記錄的活動(dòng)之間的相關(guān)值。在一些實(shí)施方式中，相關(guān)值描述了為在與該對(duì)相關(guān)的兩個(gè)位置的具體對(duì)象記錄的活動(dòng)之間的相關(guān)性，并在其一些實(shí)施方式中，相關(guān)值描述了為在與該對(duì)相關(guān)的任何位置的具體對(duì)象記錄的活動(dòng)以及在同一位置記錄的組活動(dòng)之間的相關(guān)性。在一些實(shí)施方式中，相關(guān)值描述了活動(dòng)之間的因果關(guān)系。用于計(jì)算相關(guān)值(諸如因果關(guān)系)的程序在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，采用了 Granger 理論[Granger CffJ, 1969, “InvestigatingCausal Relations By Econometric Models And Cross-Spectral Methods,，，Econometrica, 37(3) :242]。適于本實(shí)施方式的其他技術(shù)可以在以下文獻(xiàn)中找到Durka etal. , 2001, uTime-frequency microstructure of event-related electroencephalogramdesynchronisation and synchronization,，’Medical&Biological Engineering&Computing,39:315;Smith Bassett et al. , 2006, “Small-World Brain Networks”Neuroscientist, 12:512;He et al. , 2007, “Small-World Anatomical Networks in the Human Brain Revealed by Cortical Thickness from MRI，，，Cerebral Cortex 17:2407;以及 De Vico Fallani et al., “Extracting Information from Cortial ConnectivityPatterns Estimated from High Resolution EEG Recordings:A Theoretical GraphApproach, ”Brain Topogr 19:125 ;其全部?jī)?nèi)容結(jié)合于此作為參考?？梢杂?jì)算在BNA圖案上分配的連接性權(quán)重作為連續(xù)變量(例如，使用具有連續(xù)范圍的函數(shù))或離散變量(例如，使用具有離散范圍的函數(shù)或使用查找表)。在任何情況下，連接性權(quán)重都可以具有兩種以上的可能值。因此，根據(jù)本發(fā)明的各示例性實(shí)施方式，加權(quán)BNA圖案具有至少三個(gè)、或者至少四個(gè)、或者至少五個(gè)、或者至少六個(gè)棱邊，其每個(gè)都分配有不同的連接性權(quán)重。一旦構(gòu)造了 BNA圖案，則其可以被傳輸?shù)街T如計(jì)算機(jī)監(jiān)控器或打印機(jī)的顯示裝置?？蛇x地或者另外地，可以將BNA圖案?jìng)鬏數(shù)接?jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。方法在15中結(jié)束。圖4是根據(jù)本發(fā)明各示例性實(shí)施方式的描述適于分析特定對(duì)象BNA圖案的方法的流程圖。方法在50開始并進(jìn)行到51，在51，例如通過遵循以上參照?qǐng)DI、圖2、和圖3描述的操作，獲得對(duì)象的BNA圖案，更優(yōu)選地，加權(quán)BNA圖案。在51獲得的BNA圖案以下稱為BNA圖案20。如果需要，BNA圖案20可以顯示在諸如計(jì)算機(jī)監(jiān)控器的顯示裝置上，打印和/或存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中。在本發(fā)明的各示例性實(shí)施方式中，BNA圖案20是基于對(duì)象的數(shù)據(jù)與由先前注釋的BNA圖案表示的組數(shù)據(jù)之間的關(guān)系構(gòu)造的關(guān)聯(lián)的特定對(duì)象BNA圖案。先前注釋的BNA圖案可以可選且優(yōu)選地為先前注釋的BNA圖案的數(shù)據(jù)庫(kù)中的條目，在該情況下，該方法優(yōu)選地為數(shù)據(jù)庫(kù)的每個(gè)BNA圖案獲得關(guān)聯(lián)的特定對(duì)象BNA圖案。術(shù)語(yǔ)“注釋的BNA圖案”是指與注釋信息相關(guān)的BNA圖案。注釋信息可以獨(dú)立于BNA圖案存儲(chǔ)(例如，在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的單獨(dú)文件中)。注釋信息優(yōu)選地為全局注釋，其中，整個(gè)BNA圖案被標(biāo)識(shí)為對(duì)應(yīng)于具體大腦相關(guān)的障礙或狀況。因此，例如，注釋信息可以與具體障礙或狀況的存在、不存在、或程度有關(guān)。還考慮了該實(shí)施方式，其中，注釋信息與和應(yīng)用于對(duì)象的治療有關(guān)的具體大腦相關(guān)的障礙或狀況有關(guān)。例如，BNA圖案可以對(duì)應(yīng)于治療的大腦相關(guān)障礙被注釋。這種BNA圖案還可以用治療的特征來注釋，包括劑量、期間、和治療后經(jīng)過的時(shí)間。BNA圖案可以可選且優(yōu)選地注釋為對(duì)應(yīng)于未治療的大腦相關(guān)障礙。如這里所使用的，術(shù)語(yǔ)“治療”包括去除、大體上抑制、減緩、或反轉(zhuǎn)狀況的發(fā)展、大體上改善狀況的臨床或?qū)徝腊Y狀、或者大體上防止?fàn)顩r的臨床或?qū)徝腊Y狀的出現(xiàn)。治療可以包括任何類型的干預(yù)，侵入性的和非侵入性的，包括但不限于藥理學(xué)的、外科的、放射性的、康復(fù)性的等?？蛇x地或另外地，BNA圖案可以標(biāo)識(shí)為對(duì)應(yīng)于具體組的個(gè)體(例如，具體性別、種族血緣、年齡組等)，其中，注釋信息與該組個(gè)體的特征有關(guān)。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，注釋信息包括本地注釋，其中，BNA圖案上的若干位置處的節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)為具體障礙、狀況、和/或組的表示。方法進(jìn)行到52，在52，將BNA圖案20與先前注釋的BNA圖案相比較。在其中為同一對(duì)象獲得了若干特定對(duì)象BNA圖案的實(shí)施方式中，每個(gè)特定對(duì)象BNA圖案都優(yōu)選地與對(duì)應(yīng)的注釋BNA圖案相比較。該方法可選并且優(yōu)選地選擇彼此最佳匹配的一對(duì)BNA圖案?？蛇x地，該方法可以為比較的每對(duì)BNA圖案分配分?jǐn)?shù)。例如，如上面進(jìn)一步詳細(xì)介紹的，這種·分?jǐn)?shù)可以是一個(gè)或多個(gè)BNA圖案相似性S。因子，在本發(fā)明的各示例性實(shí)施方式中，52包括計(jì)算至少一個(gè)BNA圖案相似性S，描述BNA圖案20和先前注釋的BNA圖案之間的相似性。在本發(fā)明的各示例性實(shí)施方式中，將BNA圖案20與至少一個(gè)注釋為異常的BNA圖案以及至少一個(gè)注釋為正常的BNA圖案相比較。注釋為異常的BNA圖案是與關(guān)于大腦相關(guān)的障礙或狀況的存在、不存在、或程度的注釋信息相關(guān)的BNA圖案。注釋為正常的BNA圖案是從標(biāo)識(shí)為具有正常大腦功能的對(duì)象(或者更優(yōu)選地，一組對(duì)象)提取的BNA圖案。與注釋為異常的BNA圖案和注釋為正常的BNA圖案的比較對(duì)于根據(jù)相應(yīng)大腦相關(guān)的障礙或狀況將BNA圖案20分類是有用的。這種分類可選且優(yōu)選地通過可能性值來提供，該可能性值使用特定對(duì)象BNA圖案和組BNA圖案之間的相似性來表示。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式，特定對(duì)象BNA圖案可以分類成的大腦相關(guān)的障礙或狀況的代表性實(shí)例包括但不限于注意缺陷多動(dòng)障礙(ADHD)、阻塞、創(chuàng)傷性腦損傷、創(chuàng)傷后壓力障礙(PTSD)、疼痛、癲癇、帕金森病、多發(fā)性硬化癥、焦躁癥、濫用、阿爾茨海默病/癡呆、焦慮癥、恐慌癥、恐怖障礙、情感型雙極性疾患、棱邊性人格障礙、行為控制問題、軀體變形障礙、認(rèn)知問題(例如，輕度認(rèn)知損害)、抑郁癥、解離癥、飲食障礙、厭食癥、疲勞、打嗝、脈沖控制問題、過敏、情緒問題、活動(dòng)問題、強(qiáng)制性障礙、人格障礙、精神分裂和其他精神障礙、季節(jié)性情感障礙、性功能障礙、睡眠障礙、結(jié)巴、藥物濫用、圖列特氏綜合癥、拔毛癥、或暴力/自殘行為。先前注釋的BNA圖案可以可選且優(yōu)選地為基線注釋的BNA圖案，其表示了被標(biāo)識(shí)為具有正常腦功能或具有相同腦障礙的一組對(duì)象的特征。在秩(也就是BNA圖案中的節(jié)點(diǎn)數(shù)量)和/或大小(也即是BNA圖案中棱邊的數(shù)量)方面，這種基線注釋的BNA圖案可選地大于BNA圖案20?；€BNA圖案的代表性實(shí)例和用于構(gòu)造并注釋這種基線BNA圖案的技術(shù)在以下的實(shí)例部分中有所描述。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，BNA圖案之間的比較優(yōu)選地是數(shù)量上的。在這些實(shí)施方式中，BNA圖案之間的比較包括計(jì)算BNA圖案相似性。可選且優(yōu)選地基于BNA圖案的連接性權(quán)重的值來計(jì)算BNA圖案相似性。例如，可以通過將特定對(duì)象BNA圖案上的連接性權(quán)重取平均來獲得BNA圖案相似性。當(dāng)為BNA圖案20中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)分配了一種以上的連接性權(quán)重時(shí)，優(yōu)選地為每種連接性權(quán)重單獨(dú)執(zhí)行BNA圖案的取平均。可選且優(yōu)選地，可以將一個(gè)或多個(gè)平均值組合(例如，加和、相乘、取平均等)，以提供組合的BNA圖案相似性?？蛇x地,可以將平均值的代表(例如,最大的)定義為BNA圖案相似性。BNA圖案相似性可以用作分類分?jǐn)?shù)，該分類分?jǐn)?shù)從數(shù)量上描述了對(duì)象到對(duì)應(yīng)組的隸屬度。當(dāng)為使用不同組數(shù)據(jù)的同一對(duì)象構(gòu)造一個(gè)以上的特定對(duì)象BNA圖案時(shí)，該實(shí)施方式特別有用，其中，該分類分?jǐn)?shù)可以用于評(píng)估對(duì)象到組中的每個(gè)的隸屬度。相似性可以表示為連續(xù)或離散變量。在本發(fā)明的各示例性實(shí)施方式中，相似性是非二進(jìn)制數(shù)。換句話說，該方法計(jì)算兩個(gè)BNA圖案相似或不相似的程度，而不是確定這兩個(gè)BNA圖案是否相似。例如，相似性可以表示為百分比、O和I之間的非整數(shù)(例如，O對(duì)應(yīng)于完全不同，I對(duì)應(yīng)于BNA圖案與其自身之間的比較)等。對(duì)于特定對(duì)象BNA圖案20和注釋為異常的BNA圖案之間的比較、以及特定對(duì)象BNA圖案20和注釋為正常的BNA圖案之間的比較，都可以執(zhí)行用于計(jì)算相似性的上述過程。
在53，響應(yīng)于BNA圖案20和注釋的BNA圖案之間的比較，該方法提取與對(duì)象的狀況有關(guān)的信息。信息一旦被提取，則如果需要，其被傳輸?shù)接?jì)算機(jī)可讀介質(zhì)或顯示裝置或打印裝置。本發(fā)明人考慮了多種信息。以下進(jìn)一步詳細(xì)介紹了這種類型的代表性實(shí)例。該方法在54結(jié)束。在本發(fā)明的各示例性實(shí)施方式中，所提取的信息與對(duì)象的異常腦功能的可能性有關(guān)。另外，BNA圖案比較可以可選且優(yōu)選地用于提取預(yù)后性信息。例如，BNA圖案20可以與基線注釋的BNA圖案相比較，基線注釋的BNA圖案表示了具有相似康復(fù)歷史的均遭受同一異常腦功能的一組對(duì)象的特征，其中，從在康復(fù)過程開始時(shí)獲取的神經(jīng)生理學(xué)數(shù)據(jù)來構(gòu)造基線注釋的BNA圖案。BNA圖案20和基線注釋的BNA圖案之間的相似性程度可以用作特殊異常腦功能和特殊康復(fù)過程的預(yù)后性指示?？蛇x且優(yōu)選地，通過至少部分地基于BNA圖案20和注釋的BNA圖案之間的相似性來確定腦障礙指數(shù)，來提取異常腦功能的可能性。例如，當(dāng)計(jì)算BNA圖案20和注釋為對(duì)應(yīng)于ADHD的BNA圖案之間的相似性時(shí)，該相似性可以用于計(jì)算ADHD指數(shù)。腦障礙指數(shù)可以是相似性本身，或者其可以基于相似性來計(jì)算。在本發(fā)明的各示例性實(shí)施方式中，基于BNA圖案20和注釋為異常的BNA圖案之間的相似性以及BNA圖案20和注釋為正常的BNA圖案之間的相似性來計(jì)算腦障礙指數(shù)。例如，通過Sabnmial來表示前一中相似性，并且用Snmial來表示后一種相似性，其中，Sabnmial和Snmial都在O和I之間，并且可以這樣計(jì)算腦障礙指數(shù)
Idisorder ·I disorder (Sabnormal+(丄 Snormai) )/2本發(fā)明范圍不排除上述公式的變化。在圖5A至圖5F中說明了 ADHD的情況下用于確定腦障礙指數(shù)的過程的代表性實(shí)例，示出了從EEG數(shù)據(jù)構(gòu)造的BNA圖案。在圖5A至圖5F中，紅色節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)于δ頻帶下的ERP、綠色節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)于Θ頻帶下的ERP、黃色節(jié)點(diǎn)以及對(duì)應(yīng)于α頻帶下的ERP。BNA圖案還包括對(duì)應(yīng)于已經(jīng)記錄了一個(gè)以上頻帶下的ERP的位置的節(jié)點(diǎn)。這些節(jié)點(diǎn)用混合顏色示出。例如，綠-紅節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)于δ和Θ頻帶下的ERP，并且黃-綠節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)于α和Θ頻帶下的ERP。圖5Α示出了被注釋為正常的基線BNA圖案，并且圖示出了對(duì)應(yīng)于ADHD被注釋的基線BNA圖案。這兩個(gè)BNA圖案中的每一個(gè)都分別從標(biāo)識(shí)為正常并具有ADHA的一組成人對(duì)象中構(gòu)造。如圖5A所示，在右大腦半球的多個(gè)額后位置處，正常腦功能的基線BNA圖案具有表示主要在δ頻帶(紅色節(jié)點(diǎn))下的ERP的節(jié)點(diǎn)。δ節(jié)點(diǎn)的特征時(shí)間窗的寬度大約為50ms。δ節(jié)點(diǎn)的特征延遲平均為大約90ms至IlOms和大約270ms至330ms。如圖所示，在多個(gè)前中心位置處，ADHD的基線BNA圖案具有表示主要在Θ和α頻帶(綠色和黃色節(jié)點(diǎn))下的ERP的節(jié)點(diǎn)。ADHD的BNA圖案還可以包括在中央頂葉位置的節(jié)點(diǎn)。Θ和α節(jié)點(diǎn)的特征時(shí)間窗AtA為大約IOOms至大約200ms。圖5B和圖5E分別示出了基于與正常和ADHD基線組BNA圖案的比較而構(gòu)造的關(guān)聯(lián)的特定對(duì)象BNA圖案。如上所述計(jì)算的相似性值為Snmial=O. 76 (圖5B)和Saot=O. 47 (圖5E)。因此，相比于ADHD基線BNA圖案，該對(duì)象的BNA圖案與正?；€BNA圖案更相似。該對(duì)象的ADHD指數(shù)可以設(shè)置為O. 47，或者，更優(yōu)選地(O. 47+ (1-0. 76)) /2=0. 355。 圖5C和圖5F分別示出了特定對(duì)象BNA圖案(從另一單個(gè)對(duì)象構(gòu)造)與正常和ADHD基線BNA圖案之間的比較結(jié)果。如上所述計(jì)算的相似性值為S_al=0. 32(圖5C)和S_=0. 68(圖5F)。因此，相比于正?；€BNA圖案，該對(duì)象的BNA圖案與ADHD基線BNA圖案更相似，并且該對(duì)象的ADHD指數(shù)可以設(shè)置為O. 68，或者，更優(yōu)選地(O. 68+(1-0. 32) ) /2=0. 68。腦障礙指數(shù)可以在比例尺上圖形地呈現(xiàn)給用戶。圖38中示出了 ADHD情況下的這種圖形標(biāo)識(shí)的代表性實(shí)例。雖然以上已經(jīng)特別強(qiáng)調(diào)了 ADHD來描述本發(fā)明實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)該障礙的較詳細(xì)的引用并不應(yīng)理解為以任何方式限制本發(fā)明的范圍。因此，BNA圖案比較技術(shù)可以用于評(píng)估許多大腦相關(guān)障礙的可能性，包括任何上述大腦相關(guān)障礙。在以下的實(shí)例部分(見ADHD的實(shí)例I和輕度認(rèn)知損害和阿爾茨海默氏癥的實(shí)例5)中提供了關(guān)于大腦相關(guān)障礙的可能性評(píng)估的其他實(shí)例?；€注釋的BNA圖案還可以與關(guān)于一組對(duì)象的具體大腦相關(guān)障礙或狀況的注釋信息相關(guān)，該注釋信息關(guān)于對(duì)組中的對(duì)象應(yīng)用的治療。這種基線BNA圖案可以用治療的特征來注釋，包括劑量、期間、以及治療后經(jīng)過的時(shí)間。BNA圖案20與這種類型的基線BNA圖案的比較可以提供關(guān)于對(duì)象對(duì)治療的反應(yīng)和/或?qū)υ撎囟▽?duì)象的治療效果的信息。這種信息可以可選并優(yōu)選地用于提取與具體治療連接的預(yù)后性信息。與這種基線BNA圖案互補(bǔ)的BNA圖案是注釋為對(duì)應(yīng)于未治療的腦相關(guān)障礙的BNA圖案?？蛇x且優(yōu)選地，該方法將BNA圖案20與至少一個(gè)注釋為與治療的腦相關(guān)障礙的基線BNA圖案、以及至少一個(gè)注釋為對(duì)應(yīng)于未治療的腦相關(guān)障礙的基線BNA圖案相比較。圖6A至圖6F、7A至圖7D、和8A至圖8E中示出了使用這兩種基線BNA圖案來評(píng)估對(duì)象對(duì)治療的反應(yīng)的過程的代表性實(shí)例。圖6A至圖6D中示出的BNA圖案是用從特殊ADHD對(duì)象記錄的EEG數(shù)據(jù)構(gòu)造的關(guān)聯(lián)的特定對(duì)象BNA圖案。圖6A至圖6D中黑點(diǎn)示出了 EEG電極的位置。這些BNA圖案中的顏色代碼與上述定義的相同。圖6A和圖6B中示出的特定對(duì)象BNA圖案描述了 ADHD對(duì)象與未治療的ADHD對(duì)象的關(guān)聯(lián)，并且圖6C和圖6D中示出的BNA圖案描述了 ADHD對(duì)象與用鹽酸哌酸甲酯(MPH)治療的一組ADHD對(duì)象的關(guān)聯(lián)。圖6A和6C中示出的特定對(duì)象BNA圖案基于從任何治療之前的ADHD對(duì)象記錄的EEG數(shù)據(jù)，并且圖6B和6D中示出的特定對(duì)象BNA圖案基于從用MPH處理之后的ADHD對(duì)象記錄的EEG數(shù)據(jù)。
圖6E和6F中分別示出了從一組未治療的ADHD對(duì)象構(gòu)造的基線注釋BNA圖案、以及從同一組的對(duì)象構(gòu)造但是遵循MPH治療的基線注釋BNA圖案。為圖6A至圖6D中示出的每個(gè)特定對(duì)象BNA圖案計(jì)算BNA圖案相似性。計(jì)算的與圖6A的BNA圖案對(duì)應(yīng)的相似性為O. 73，計(jì)算的與圖6B的BNA圖案對(duì)應(yīng)的相似性為O. 19，計(jì)算的與圖6C的BNA圖案對(duì)應(yīng)的相似性為O. 56，并且計(jì)算的與圖6D的BNA圖案對(duì)應(yīng)的相似性為O. 6。本發(fā)明人認(rèn)識(shí)到，這些相似性值指示對(duì)象對(duì)治療有反應(yīng)。在治療之前，對(duì)象的BNA模與一組未治療的ADHD對(duì)象的基線BNA圖案具有相對(duì)高的相似性(O. 73)，并且與一組治療的ADHD對(duì)象的基線BNA圖案具有相對(duì)低的相似性(O. 56 )，意味著該對(duì)象可以用該一組未治療的ADHD對(duì)象來分類。進(jìn)行了 MPH的單劑量治療之后，與未治療的ADHD組的基線BNA圖案的相似性值合乎科學(xué)地從O. 73減小到O. 19，而治療的ADHD組的基線BNA圖案的相似性值從O. 56增大到O. 6，意味著在單劑量治療之后，對(duì)象的大腦活動(dòng)不再具有未治療ADHD活動(dòng)的特定，而是具有治療的ADHD活動(dòng)的特性。圖39中總結(jié)了對(duì)ADHD對(duì)象的MPH研究的一些結(jié)果。對(duì)于每個(gè)對(duì)象，構(gòu)造了兩個(gè)關(guān)聯(lián)的特定對(duì)象BNA圖案。第一 BNA圖案描述了對(duì)象與一組未治療的ADHD對(duì)象的關(guān)聯(lián)，并 且第二 BNA圖案描述了對(duì)象與一組健康對(duì)象(控制)的關(guān)聯(lián)。左欄示出了用MPH治療之前的對(duì)象的平均分，中間欄示出了用MPH治療之后的對(duì)象的平均分，并且最后欄示出了控制組的分?jǐn)?shù)。 圖40中示出了組BNA圖案隨時(shí)間的演進(jìn)的代表性實(shí)例。在圖40中示出了三列BNA圖案，對(duì)應(yīng)于未處理的ADHD對(duì)象組(左列)、用MPH治療后的ADHD對(duì)象(中間列)、和控制(右列)。演化以50ms的間隔示出。通過該列中的其他圖案的疊加來形成每列的最頂端的BNA圖案。在以下的實(shí)例部分中提供了關(guān)于從ADHD對(duì)象獲取的神經(jīng)生理學(xué)數(shù)據(jù)的分析的進(jìn)一步細(xì)節(jié)(見實(shí)例I)。本實(shí)施方式的BNA圖案技術(shù)還可以用于確定對(duì)象的建議劑量。具體地，可以改變劑量，直到獲得了與治療對(duì)象的基線BNA圖案的足夠高或最大的相似性。一旦實(shí)現(xiàn)了這種相似性，則該方法可以確定實(shí)現(xiàn)了這種相似性的劑量是該對(duì)象的建議劑量。圖7A至圖7D中示出的BNA圖案用從不同ADHD對(duì)象記錄的EEG數(shù)據(jù)構(gòu)造，該不同ADHD對(duì)象也根據(jù)以上相對(duì)于圖6A至圖6D的響應(yīng)對(duì)象描述的相同協(xié)議用MPH治療。圖7A至圖7D中的黑點(diǎn)示出了 EEG電極的位置，并且這些BNA圖案中的顏色代碼與以上定義的相同。因此，圖7A和圖7B中示出的特定對(duì)象BNA描述了 ADHD對(duì)象與一組未治療的ADHD對(duì)象的關(guān)聯(lián)，并且圖7C和圖7D中示出的BNA圖案描述了 ADHD對(duì)象與用鹽酸哌酸甲酯(MPH)治療的一組ADHD對(duì)象的關(guān)聯(lián)。圖7A和7C中示出的特定對(duì)象BNA圖案基于從人任何治療之前的ADHD對(duì)象記錄的EEG數(shù)據(jù)，并且圖7B和7D中示出的特定對(duì)象BNA圖案基于從用MPH治療之后的ADHD對(duì)象記錄的EEG數(shù)據(jù)。值的注意的是，圖7A和7D的BNA圖案不包括任何節(jié)點(diǎn)和棱邊。然而，這不意味著該對(duì)象不具有腦活動(dòng)。無(wú)效的關(guān)聯(lián)的特定對(duì)象BNA圖案意味著相應(yīng)對(duì)象的數(shù)據(jù)特征都不是對(duì)象試圖與其關(guān)聯(lián)的組中的集群的成員。對(duì)于圖7A至圖7D中示出的特定對(duì)象BNA圖案的每一個(gè)，計(jì)算BNA圖案相似性。所計(jì)算與圖7A的BNA圖案對(duì)應(yīng)的相似性為0，所計(jì)算的與圖7B的BNA圖案對(duì)應(yīng)的相似性為O，所計(jì)算的與圖7C的BNA圖案對(duì)應(yīng)的相似性為O. 76，并且所計(jì)算的與圖7D的BNA圖案對(duì)應(yīng)的相似性為O。本發(fā)明人認(rèn)識(shí)到，這些相似性值指示對(duì)象對(duì)治療沒有反應(yīng)。圖8A至圖8D示出了用從兩個(gè)健康志愿者對(duì)象記錄的EEG數(shù)據(jù)構(gòu)造的特定對(duì)象BNA圖案。圖8A至圖8D中的黑點(diǎn)示出了 EEG電極的位置，并且這些BNA圖案中的顏色代碼與以上定義的相同。圖8A至圖8D中示出的特定對(duì)象BNA圖案描述了在執(zhí)行與注意任務(wù)相關(guān)的Oddball任務(wù)的同時(shí)且在用安慰劑治療之后，對(duì)象與一組健康對(duì)象的關(guān)聯(lián)。該組的基線注釋的BNA圖案在圖8E中示出。圖8A和圖8C是在從用安慰劑治療后的第一對(duì)象(圖8A)和第二對(duì)象(圖8C)收集的EEG數(shù)據(jù)構(gòu)造的特定對(duì)象BNA圖案，并且圖SB和8D是用從用東莨菪堿藥物治療后的第一對(duì)象(圖8B)和第二對(duì)象(圖8D)收集的EEG數(shù)據(jù)構(gòu)造的特定對(duì)象BNA圖案。東莨菪堿是對(duì)興奮型的M2-膽堿能受體具有抑制作用的抗膽堿能藥物。其對(duì)大腦皮層具有抑制作用，通常會(huì)引起輕微的麻醉效果。
為圖8A至圖8D中示出的特定對(duì)象BNA圖案中的每個(gè)計(jì)算BNA圖案相似性。所計(jì)算的相似性分別是O. 937,0. 079、I. O、和O. 94。本發(fā)明人認(rèn)識(shí)到，這些相似性值指示第一對(duì)象(圖8A和SB)對(duì)東莨菪堿的反應(yīng)較高，而第二對(duì)象(圖SC和8D)較低。在臨床觀察中也確認(rèn)了這些結(jié)論，其中，在用東莨菪堿治療之后，對(duì)于第一對(duì)象觀察到了行為端點(diǎn)的70%的減少，但是對(duì)于第二對(duì)象沒有觀察到行為端點(diǎn)的變化。在以下的實(shí)例部分中提供了對(duì)從施用東莨菪堿的對(duì)象獲取的神經(jīng)生理學(xué)數(shù)據(jù)的分析的進(jìn)一步細(xì)節(jié)(見實(shí)例4)。上述實(shí)例表明，本實(shí)施方式的BNA圖案比較技術(shù)可以用于對(duì)治療反應(yīng)的量化評(píng)估。盡管已經(jīng)特別強(qiáng)調(diào)了用MPH和東莨菪堿的治療來描述了上述實(shí)施方式，但應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)這些實(shí)施方式的較詳細(xì)的引用不應(yīng)理解為以任何方式限制本發(fā)明的范圍。因此，BNA圖案比較技術(shù)可以用于評(píng)估多種治療的反應(yīng)和療效。在本發(fā)明的各示例性實(shí)施方式中，經(jīng)歷了關(guān)于對(duì)象的疼痛程度的提取信息。優(yōu)選地，該信息包括客觀的疼痛程度。根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方式的疼痛程度評(píng)估在為遭受慢性疼痛的對(duì)象的治療或康復(fù)的情況下特別有用。圖9A和9B中說明了使用BNA圖案來測(cè)量疼痛的代表性實(shí)例，示出了從疼痛研究期間的EEG數(shù)據(jù)構(gòu)造的BNA圖案，這在以下的實(shí)例部分中有進(jìn)一步的詳細(xì)介紹(見實(shí)例3)。圖9A是從宣稱疼痛相對(duì)高的對(duì)象構(gòu)造的特定對(duì)象BNA圖案，并且圖9B是由聲稱疼痛相對(duì)低的對(duì)象構(gòu)造的特定對(duì)象BNA圖案。如圖所示，疼痛程度的差異在BNA圖案中表示，其中，對(duì)于經(jīng)歷低疼痛的對(duì)象，其BNA圖案的大小小于經(jīng)歷高疼痛的對(duì)象。因此，可以使用BNA圖案的大小作為疼痛程度的指示。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，將BNA圖案20與在不同時(shí)間為同一對(duì)象構(gòu)造的BNA圖案相比較。這些實(shí)施方式對(duì)于許多應(yīng)用是有用的。例如，在一些實(shí)施方式中，該比較用于確定大腦中神經(jīng)可塑性的存在、不存在、和/或水平。大腦可塑性涉及大腦適應(yīng)(功能上和/或結(jié)構(gòu)上)變化的狀況的能力，有時(shí)在損傷或中風(fēng)后，但是更常見的是在獲取新技術(shù)時(shí)。大腦可塑性在許多基礎(chǔ)任務(wù)中已經(jīng)得到論證，證據(jù)指向重復(fù)性性能期間的皮質(zhì)的物理變化。已知從具體任務(wù)的重復(fù)性性能產(chǎn)生的神經(jīng)相互作用的可塑性導(dǎo)致了改善的性能。
對(duì)于遭受中風(fēng)的對(duì)象，神經(jīng)可塑性的確定特別有用，其中，大腦的一部分被損壞并且其他部分開始起作用或改變其作用。中風(fēng)后的對(duì)象的兩個(gè)BNA之間的比較可以用于識(shí)別大腦活動(dòng)中的變化，因此還可以評(píng)估大腦中的神經(jīng)可塑性。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，在對(duì)象康復(fù)期間，從對(duì)象構(gòu)造晚期BNA圖案。晚期BNA圖案可選地來自在多個(gè)康復(fù)療程期間(優(yōu)選地，在康復(fù)的足夠后期)獲取的數(shù)據(jù)。這種BNA圖案可以視為通過大腦實(shí)現(xiàn)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)路徑，以克服肢體運(yùn)動(dòng)功能障礙。然后可以將在單個(gè)療程期間構(gòu)造的特定對(duì)象BNA圖案與晚期BNA圖案相比較，從而建立對(duì)象的學(xué)習(xí)曲線。對(duì)于遭受慢性疼痛的對(duì)象，神經(jīng)可塑性的確定特別有用。本發(fā)明人認(rèn)識(shí)到，在大腦中感知和建立了慢性疼痛的存在，并且其通常伴隨有大腦中的化學(xué)變化。例如，存在N-乙酰天門冬氨酸的減少和其他大腦代謝物的變化。該化學(xué)變化引起了抑郁、焦慮、和/或認(rèn)知記憶功能的減退。對(duì)象的兩個(gè)BNA之間的比較可以用于識(shí)別大腦活動(dòng)的變化，從而還可以評(píng)估這些化學(xué)變化。例如，這種評(píng)估可以與疼痛刺激結(jié)合使用，以確定該對(duì)象是慢性疼痛患者或?qū)μ弁创碳ぞ哂姓７磻?yīng)。在一些實(shí)施方式中，將從在治療之后獲取的神經(jīng)生理學(xué)數(shù)據(jù)構(gòu)造的BNA圖案與從 在治療之前獲取的神經(jīng)生理學(xué)數(shù)據(jù)構(gòu)造的BNA圖案相比較拗。這種比較可以用于評(píng)估對(duì)治療的反應(yīng)，并且可選地，評(píng)估療效。除了比較是在同一對(duì)象的BNA圖案之間而不是在對(duì)象的BNA圖案和組的基線BNA圖案之間，通常，這可以如以上參照?qǐng)D6A至圖6D、7A至圖7D、和8A至圖8D的描述來完成。在一些實(shí)施方式中，將在對(duì)象執(zhí)行特殊任務(wù)的同時(shí)從獲取的神經(jīng)生理學(xué)數(shù)據(jù)構(gòu)造的BNA圖案與從對(duì)象不執(zhí)行特殊任務(wù)和/或?qū)ο髨?zhí)行另一特殊任務(wù)的同時(shí)獲得的神經(jīng)生理學(xué)數(shù)據(jù)構(gòu)造的BNA圖案相比較。現(xiàn)在將參照?qǐng)DIOA至圖IOH來描述這些實(shí)施方式的代表性實(shí)例。圖IOA至圖IOH示出了用在工作記憶測(cè)試期間從兩組對(duì)象記錄的EEG數(shù)據(jù)構(gòu)造的組BNA圖案。圖IOA至圖IOH中的黑點(diǎn)示出了 EEG電極的位置，并且這些BNA圖案中的顏色代碼與以上定義的相同。在測(cè)試期間，組的每個(gè)對(duì)象都被要求記憶人臉圖片(稱為“暗示”)。兩秒之后，再次將人臉圖片(稱為“探子”)呈現(xiàn)給對(duì)象，并要求對(duì)象確定探子與暗示是否匹配。圖IOA至圖IOD中示出了第一組的BNA圖案。圖IOA和圖IOB是在用安慰劑治療(以下稱為安慰劑A)之后構(gòu)造的一組BNA圖案，并且圖IOC和圖IOD是在用東莨菪堿治療后構(gòu)造的一組BNA圖案。第二組的BNA圖案在圖10E-H中示出，其中，圖IOE和圖IOF是在用安慰劑(以下稱為安慰劑B)治療后構(gòu)造的一組BNA圖案，并且圖IOG和圖IOH是在用氯胺麗治療后構(gòu)造的BNA圖案。以上說明了東莨菪堿的效果。氯胺酮被廣泛地認(rèn)可為一般的非巴比妥類麻醉劑，其能夠迅速起作用來產(chǎn)生麻醉狀態(tài)。更具體地，氯胺酮是傳統(tǒng)上用于誘導(dǎo)解離麻醉的壓克力環(huán)烷基胺。已經(jīng)使用氯胺酮來在健康兒童的擇期手術(shù)之前誘導(dǎo)麻醉，還在不能耐受全身麻醉的較老對(duì)象中誘導(dǎo)麻醉。圖10A、圖10C、圖10E、和圖IOG的BNA圖案從在呈現(xiàn)暗示期間獲取的數(shù)據(jù)被構(gòu)造，并且本發(fā)明人認(rèn)為其含有關(guān)于大腦中的記憶過程的信息(在文獻(xiàn)中也稱為“編碼”)。圖10B、圖10F、和圖IOH的BNA圖案從呈現(xiàn)試探的期間獲取的數(shù)據(jù)被構(gòu)造，并且本發(fā)明人認(rèn)為其含有關(guān)于大腦中的檢索過程的信息。值的注意的是，圖IOA-H的BNA圖案描述了分化活動(dòng)網(wǎng)絡(luò)。因此，例如，圖IOA的BNA圖案描述了在安慰劑A和東莨菪堿之間最分化的暗示期間的大腦活動(dòng)，并且圖IOB的BNA圖案描述了在安慰劑B和氯胺酮之間最分化的暗示期間的大腦活動(dòng)。如圖IOA和圖IOB和IOE和圖IOF所示，在用安慰劑治療之后，檢索期間的BNA圖案比記憶期間的BNA圖案在秩和大小方面都大得多。在用東莨菪堿和氯胺酮治療之后，情況不同。東莨菪堿(圖IOC和圖10D)誘發(fā)了 (i)額葉和頂葉區(qū)域之間的低連通；以及(ii)豐富的補(bǔ)償中央和額葉活化。氯胺酮(圖IOG至圖10H)誘發(fā)了增大的中央和額葉活化，并且減少了右側(cè)化。在BNA圖案的額葉-頂葉部分中沒有觀察到顯著變化。在以下的實(shí)例部分中提供了對(duì)從施用東莨菪堿的對(duì)象獲取的神經(jīng)生理學(xué)數(shù)據(jù)的分析的進(jìn)一步細(xì)節(jié)(見實(shí)例4)。本實(shí)施方式的BNA圖案比較技術(shù)還可以用于誘發(fā)大腦功能的改善。在本發(fā)明的 一些實(shí)施方式中，在較高水平的認(rèn)知測(cè)試期間，一般是實(shí)時(shí)的，為對(duì)象構(gòu)造關(guān)聯(lián)的特定對(duì)象 BNA圖案。可以將構(gòu)造的BNA圖案或者其一些表示呈現(xiàn)給對(duì)象，并將其用作反饋。例如，認(rèn)知?jiǎng)幼鞯慕Y(jié)果是，當(dāng)對(duì)象的BNA圖案變得與健康組的特征BNA圖案更相似時(shí)，對(duì)象可以使用這種結(jié)果對(duì)對(duì)象的存在作為正反饋。相反，認(rèn)識(shí)動(dòng)作的結(jié)果是，當(dāng)對(duì)象的BNA圖案變得與腦障礙組的特征BNA圖案更相似時(shí)，對(duì)象可以使用這種結(jié)果對(duì)對(duì)象的存在作為負(fù)反饋?？蛇x且優(yōu)選地，BNA圖案的實(shí)施分析結(jié)合神經(jīng)反饋，可以用于使用外部刺激電極實(shí)現(xiàn)改善的皮層刺激。本實(shí)施方式的BNA圖案比較技術(shù)還可以用于評(píng)估對(duì)光療的反應(yīng)，以及可選地，光療的療效。光療是指將光能量應(yīng)用于生物組織，目的是刺激某些生物功能，諸如神經(jīng)組織愈合和再生過程?？蛇x地，如可以在癌組織的情況下使用的，光療的更高功率水平可以抑制組織的神經(jīng)生物功能或者破壞組織。通常，光療是通過在組織的皮膚或表面處或其下面將光能量照射到對(duì)象的組織來完成的。以可見光范圍或不可見紅外線(IR)范圍中的波長(zhǎng)進(jìn)行照射。光療還可以以連續(xù)或脈沖方式，通過應(yīng)用相干和不相干光能量、激射和非激射光能量、窄和寬帶光能量來完成。通常，以通常用毫瓦測(cè)量的低功率密度來應(yīng)用照射能量。在治療中應(yīng)用的相對(duì)低照射能量稱為低級(jí)光治療(LLLT)。已經(jīng)在CNS的神經(jīng)系統(tǒng)疾病中建議了 LLLT，用于防治和/或修復(fù)損傷、癥狀緩解、減緩疾病惡化、以及校正遺傳學(xué)異常。特別地，可以在腦血管意外(中風(fēng))后使用光療。本實(shí)施方式可以用于評(píng)估對(duì)光療、特別是神經(jīng)系統(tǒng)疾病的LLLT的反應(yīng)，以及可選地，其療效?？梢酝ㄟ^從在光療之前、之后、以及可選地期間獲取的神經(jīng)生理學(xué)數(shù)據(jù)構(gòu)造BNA圖案、并將這些BNA圖案本身進(jìn)行比較和/或與上面進(jìn)一步詳細(xì)介紹的BNA圖案相比較來完成這種評(píng)估。本實(shí)施方式的BNA圖案比較技術(shù)還可以用于評(píng)估對(duì)高壓療法的反應(yīng)，以及可選地，高壓療法的療效。高壓療法被指示用于許多醫(yī)療狀況、治療目的、以及訓(xùn)練方案。高壓療法可以有助于許多氧依賴癥以及運(yùn)動(dòng)損傷的治療。通過高壓療法可以有效治療的一些疾病包括腦水腫、顱腦和脊髓損傷、慢性中風(fēng)、腦卒中后、早期器質(zhì)性腦綜合癥、腦干綜合癥、腦缺血、腦血液循環(huán)障礙、和頭痛障礙。通常，通過在將高壓室保持在環(huán)境氣壓以上的同時(shí)，經(jīng)由閉合電路罩、通風(fēng)機(jī)、或其他裝置向用戶施用氧氣來提供高壓室中的治療。從室外部的供應(yīng)源向用戶提供氧氣。對(duì)象通過室外的閉合系統(tǒng)胡啟，使得室中的環(huán)境空氣保持小于23. 5%的氧氣或者不富含氧氣。室中的環(huán)境還通過室外的源來維持，并且通常通過恒溫器來控制。通過從在高壓療法之前、之后、以及優(yōu)選的期間獲取的神經(jīng)生理學(xué)數(shù)據(jù)構(gòu)造BNA圖案并將這些BNA圖案自身進(jìn)行比較和/或與如上面進(jìn)一步詳細(xì)介紹的基線BNA圖案相比較，可以完成對(duì)高壓療法的反應(yīng)和/或療效的評(píng)估?？梢酝ㄟ^本實(shí)施方式的BNA圖案比較技術(shù)評(píng)估的治療的其他實(shí)例包括但不限于超聲波治療、康復(fù)治療、和神經(jīng)反饋等、EMG生物反饋、EEG神經(jīng)反饋、經(jīng)顱磁刺激(TMS)、以及直接電極模擬(DES)。除了上述的MPH、東莨菪堿、和氯胺酮，BNA圖案比較技術(shù)還可以用于評(píng)估對(duì)許多其他類型的藥物治療的反應(yīng)，以及可選地，其療效。例如，當(dāng)對(duì)象遭受諸如阿爾茨海默氏癥病的神經(jīng)退行性疾病時(shí)，該治療可以包括使用從以下構(gòu)成的組選擇的藥理活性劑多奈哌齊、毒扁豆堿、他克林、其藥學(xué)上可接受的酸加成鹽、以及任何上述物的組合；當(dāng)對(duì)象遭受諸如亨廷頓氏病的神經(jīng)退行性疾病時(shí)，該治療可以包括使用從以下構(gòu)成的組選擇的藥理活性劑氟西汀、卡馬西平、及其藥學(xué)上可接受的酸加成鹽和組合；當(dāng)對(duì)象遭受諸如帕金森氏病的神經(jīng)退行性疾病時(shí)，該治療可以包括使用從以下組成的組選擇的藥理活性劑金剛烷胺、阿樸嗎啡、溴隱亭、左旋多巴、培高利特、羅匹尼羅、司來吉蘭、苯海索、阿托品、東莨菪堿、其藥學(xué)上可接受的酸加成鹽、以及任何上述物的組合；以及當(dāng)對(duì)象遭受諸如肌萎縮性側(cè)索硬化(ALS)的神經(jīng)退行性疾病時(shí)，該治療可以包括使用從以下組成的組選擇的藥理活性劑巴氯芬、地西泮、替扎尼定、丹曲林、其藥學(xué)上可接受的酸加成鹽、以及任何上述物的組合。通常，藥物治療可以包括藥理活性劑的使用，例如，中樞作用的藥物、是特殊CNS活性劑、以及其他神經(jīng)系統(tǒng)劑，包括但不限于擬交感神經(jīng)胺；神經(jīng)保護(hù)和神經(jīng)再生劑，包括神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子；神經(jīng)活性氨基酸和肽；神經(jīng)遞質(zhì)；毒蕈堿型受體激動(dòng)劑和拮抗劑；抗膽堿酯酶；神經(jīng)肌肉阻斷劑；神經(jīng)節(jié)刺激藥物；治療諸如阿爾茨海默氏癥病、亨廷頓氏病、帕金森氏病、和肌萎縮性側(cè)索硬化(ALS)的神經(jīng)退行性疾病的藥劑；抗癲癇藥劑；CNS和呼吸興奮劑；以及選擇性地修改CNS功能的藥物，包括麻醉劑，鎮(zhèn)痛劑，止吐劑，降壓藥，腦血管擴(kuò)張劑，催眠劑和鎮(zhèn)靜劑，抗焦慮藥和鎮(zhèn)靜劑，精神安定劑，抗菌藥物，α腎上腺素能受體拮抗齊U，以及食欲抑制劑。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將明白，一些藥劑被上述組中的兩個(gè)和多個(gè)所包括。這些藥理活性劑的實(shí)例包括但不限于擬交感神經(jīng)胺(例如，包括沙丁胺醇，安非他明，芐非他明，可爾特羅，拉酮，多巴胺，鹽酸多巴胺，多巴酚丁胺，麻黃素，腎上腺素，腎上腺素重酒石酸，丁腎素，鹽酸丁腎素，非諾多泮，芬氟拉明，非諾多泮，非諾多泮甲磺酸，羥化苯丙胺，氫溴酸羥苯異丙胺，異丁巴胺，異他林，異丙腎上腺素，異丙腎上腺素鹽酸鹽，美芬丁胺，硫酸美芬丁胺，間羥異丙腎上腺，間羥胺，重酒石酸間羥胺，甲氧明，美沙明鹽酸鹽，米多君，降腎上腺素，重酒石酸去甲腎上腺素，苯二甲嗎啉，苯甲嗎啉，苯丁胺，苯腎上腺素，苯福林鹽酸鹽，乙胺，苯丙醇胺，普瑞特羅，六氫脫氧麻黃堿，羥芐羥麻黃堿，間羥叔丁腎上腺素，硫酸叔丁喘寧，以及酪胺)；神經(jīng)保護(hù)和神經(jīng)再生劑(例如，興奮性氨基酸受體拮抗劑和神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子，例如，腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子，睫狀神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子，以及神經(jīng)生長(zhǎng)因子，神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)激素(NT)3(NT3)，NT4和NT5);神經(jīng)活性的氨基酸和肽(例如，Y氨基丁酸(GABA)、甘氨酸，β丙氨酸，?；撬?，谷氨酸，并且神經(jīng)活性肽包括緩激肽，胰激肽，des-Arg. sup. 9-緩激肽，des-Arg. sup. 10-胰激肽，des-Arg. sup. 9-[Leu. sup. 8]-緩激肽，[D_Phe. sup. 7]-緩激肽，HOE 140，神經(jīng)肽Y，腦啡肽和相關(guān)的阿片肽，諸如Met. sup. 5-腦啡肽，Leu. sup. 5-腦啡肽，α-，β-，和Y-內(nèi)啡肽，α-和β _新內(nèi)啡肽，以及強(qiáng)啡肽；神經(jīng)遞質(zhì)(例如，GABA( Y-氨基丁酸)，甘氨酸，谷氨酸，乙酰膽堿，多巴胺，腎上腺素，5-羥色胺，物質(zhì)P，五羥色胺，腦啡肽以及上述的相關(guān)阿片肽，以及兒茶酚胺；毒蕈堿型受體激動(dòng)劑和拮抗劑(例如，膽堿酯，諸如乙酰膽堿，乙酰甲膽堿，氨甲酰膽堿，膽堿(氨基甲酰甲基膽堿)，膽堿氯化物；擬膽堿的天然生物堿及其合成類似物，包括檳榔堿，毛果蕓香堿，毒蕈堿，McN-A-343，和氧化震顫素。毒蕈堿受體拮抗劑通常是顛茄生物堿或者其半合成或合成的類似物，諸如東莨菪堿，阿托品，后馬托品，后馬托品溴甲烷，異丙托溴銨，乙胺太林，甲基東莨菪堿和噻托溴銨;抗膽堿酯廳(例如，阿伯農(nóng)，安貝氯銨，癸二胺苯酯，地美溴銨，碘磷靈，氯化騰喜龍，氯化滕西隆，新斯的明，溴化新斯的明，新斯的明硫酸二甲酯，毒扁豆堿，水楊酸毒扁豆堿，吡啶斯的明，以及溴吡斯)；神經(jīng)肌肉阻斷劑和神經(jīng)節(jié)阻斷藥(例如，Dicholine酯(例如，琥珀酰膽堿)，芐基異喹啉(d-筒箭毒堿，阿曲庫(kù)銨，多庫(kù)銨，多庫(kù)銨)和多庫(kù)銨，羅庫(kù)溴銨，維庫(kù)溴銨)，六甲銨， 咪噻吩，和梅坎米胺；治療神經(jīng)退行性疾病的藥劑(例如，用于治療阿爾茨海默氏癥病的活性及，諸如，多奈哌齊，鹽酸多奈哌齊，毒扁豆堿，水楊酸毒扁豆堿，他克林和鹽酸他克林，用于治療亨廷頓氏病的活性劑，諸如但不限于，氟西汀和卡馬西平，抗帕金森病藥物，諸如但不限于，金剛烷胺，阿樸嗎啡，溴隱亭，左旋多巴(特別是左旋多巴/卡比多巴組合)，培高利特，羅匹尼羅，司來吉蘭，苯海索，苯海索鹽酸鹽，以及抗膽堿能藥物；以及用于治療ALS的藥劑，諸如但不限于，解痙藥(抗痙攣)劑，例如，巴氯芬，地西泮，替扎尼定，丹曲林)；抗癲癇藥劑(例如，抗驚厥(抗驚厥)藥物，諸如，乙酰唑胺，卡馬西平，氯硝西泮，氯氮，乙琥胺，乙苯妥英，非氨酯，加巴噴丁，拉莫三嗪，美芬妥英，普羅米那，苯妥英，苯巴比妥，撲癇酮，三甲雙酮，氨己烯酸，以及用于大量適應(yīng)癥(包括焦慮，失眠，惡心)的苯二氮卓類藥物)；以及CNS和呼吸興奮劑(例如，諸如咖啡因和茶堿的黃嘌呤；安非他明，諸如安非他明，芐非他明鹽酸鹽，右旋，右旋硫酸，左旋苯丙胺，鹽酸左旋苯丙胺，甲基苯丙胺，以及鹽酸甲基苯丙胺；以及雜項(xiàng)興奮劑，諸如哌醋甲酯，鹽酸哌酸甲酯，莫達(dá)非尼，匹莫林，西布曲明，以及鹽酸西布曲明)。還考慮了選擇性的修改CNS功能的藥物。這些包括但不限于諸如氯胺酮的麻醉劑藥劑；麻醉性的鎮(zhèn)痛藥，諸如阿芬太尼，丁丙諾啡，布托啡諾，可待因，二氫可待因，芬太尼，氫可酮，氫嗎啡酮，左啡諾，哌替啶，美沙酮，嗎啡，納布啡，羥考酮，羥嗎啡酮，噴他佐辛，右丙氧芬，舒芬太尼，曲馬多；非阿片類鎮(zhèn)痛藥，諸如阿扎丙宗，依托度酸，苯海拉明，吲哚美辛，氯脂醒，甲芬那酸，奧沙普秦，保泰松，吡羅昔康，托美丁 ；止吐藥，諸如例如氯丙嗪，西沙必利，多潘立酮，格拉司瓊，甲氧氯普胺，昂丹司瓊，奮乃靜，丙氯拉嗪，異丙嗪，硫乙拉嗪，三氟丙嗪；抗高血壓藥，諸如阿可樂寧，可樂定，胍法辛，胍那芐；腦血管擴(kuò)張藥，諸如長(zhǎng)春胺，萘呋胺草酸鹽，罌粟堿，煙酸；催眠藥劑和鎮(zhèn)靜藥，諸如氯美噻唑，炔己蟻胺，依托咪酯，格魯米特，甲丙氨酯，甲乙哌酮，唑吡坦，巴比妥類(例如，異戊巴比妥，烯丙異丙巴比妥，仲丁比妥，布他比妥，甲苯比妥，美索比妥，戊巴比妥，苯巴比妥，司可巴比妥，戊硫代巴比妥)；抗焦慮藥和安神藥(如苯二氮)(例如，阿普唑侖，溴替唑侖，甲氨二氮，氯巴占，氯硝西泮，氯拉酸，地莫西泮，地西泮，艾司唑侖，氟馬西尼，氟西泮，哈拉西泮，勞拉西泮，咪達(dá)唑侖，硝西泮，去甲西泮，奧沙西泮，普拉西泮，夸西泮，替馬西泮，三唑侖)，丁螺環(huán)酮，氟哌利多；安定藥劑，包括抗抑郁藥物，抗躁狂藥物，安定藥藥劑，其中，抗抑郁藥物包括(a)三環(huán)抗抑郁藥，諸如阿莫沙平，阿密替林，氯米帕明，地昔帕明，多塞平，丙米嗪，馬普替林，去甲替林，普羅替林，曲米帕明，(b)5_羥色胺再吸收抑制劑西酞普蘭，氟西汀，氟伏沙明，帕羅西汀，舍曲林，文拉法辛，(C)單胺氧化酶抑制劑，例如苯乙肼，反苯環(huán)丙胺，(-)-丙炔苯丙胺，以及(d)其他，諸如安非他酮，奈法唑酮，曲唑酮文拉法辛的“非典型”抗抑郁藥，以及抗狂躁和抗精神病藥劑，包括(a)吩噻嗪，諸如醋奮乃靜，醋奮乃靜順丁烯二醛，氯丙嗪，氯丙嗪鹽酸鹽，氟奮乃靜，氟奮乃靜鹽酸鹽，氟奮乃靜庚酸鹽，氟奮乃靜癸酸，美索達(dá)嗪，美索達(dá)嗪氯地平，奮乃靜，硫利達(dá)嗪，硫利達(dá)嗪鹽酸鹽，三氟拉嗪，鹽酸三氟拉嗪，(b)噻噸，諸如氯普噻噸，替沃噻噸，替沃噻噸鹽酸鹽，以及(c)其他的雜環(huán)藥物，諸如，卡馬西平，氯氮平，氟哌利多，氟哌啶醇，氟哌啶醇癸酸，洛沙平琥珀酸，嗎茚酮，嗎茚酮鹽酸鹽，奧氮平，匹莫齊特，喹硫平，利培酮，舍吲哚；抗膽堿藥，諸如阿托品，東莨菪堿，胃長(zhǎng)寧；抗菌藥物，諸如(a)四環(huán)類抗生素和相關(guān)化合物(金霉素，土霉素，地美環(huán)素，美他環(huán)素，多西環(huán)素，羅利環(huán)素)，(b)大環(huán)內(nèi)酯類抗生素，例如紅霉素，克拉霉素，阿奇毒素，(C)鏈霉殺陽(yáng)菌素抗生素，例如 奎奴普丁和達(dá)福普汀，(d) β內(nèi)酰胺抗生素，包括青霉素(例如，青霉素G，青霉素VK)，反葡萄球菌的青霉素(例如，氯唑西林，雙氯西林，萘夫西林，苯唑西林)，擴(kuò)展頻譜青霉素(例如，氨基青霉素，例如氨芐西林和阿莫西林氨；以及抗假單胞菌青霉素，例如羧芐青霉素)，以及頭孢菌素(例如，頭孢羥氨芐，頭孢吡肟，頭孢氨芐，頭孢唑林，頭孢西丁，頭孢替坦，頭孢呋辛，頭孢噻肟，頭孢他啶，頭孢曲松鈉)，以及碳青霉烯類，諸如亞胺培南，美羅培南，氨曲南，Ce)氨基糖苷類抗生素，例如鏈霉素，慶大霉素，妥布霉素，阿米卡星，新霉素，(f)糖肽類抗生素，例如萬(wàn)古霉素，替考拉寧；(g)氨苯磺胺抗生素，例如磺胺醋酰，磺胺苯酰，磺胺嘧啶，磺胺多辛，磺胺甲嘧啶，磺胺二甲嘧啶，磺胺甲二唑，磺胺甲噁唑，(h)喹諾酮抗生素，例如環(huán)丙沙星，萘啶酸，氧氟沙星；⑴抗分支桿菌的，如異煙肼，利福平，利福布汀，乙胺丁醇，吡嗪酰胺，乙硫異煙胺，氨基的水楊酸的，環(huán)絲氨酸，(j)系統(tǒng)的抗真菌劑，例如伊曲康唑，酮康唑，氟康唑，二性霉素B，(k)抗病毒藥，例如阿昔洛韋，泛昔洛韋，更昔洛韋，碘苷，索立夫定，曲氟尿苷，萬(wàn)乃洛韋，阿糖腺苷，去羥肌苷，司他夫定，扎西他濱，齊多夫定，金剛烷胺，干擾素(IFN) α，利巴韋林和金剛乙胺，以及(I)各種的抗菌藥物，諸如氯霉素，壯觀霉素，多粘菌素B (黏菌素)，桿菌肽；α擬腎上腺素藥受體拮抗劑，例如多沙唑嗪，吲哚拉明，酚芐明，酚妥拉明，哌唑嗪，妥拉唑林，特拉唑嗪，曲馬唑嗪，育亨賓；以及食欲抑制藥，諸如苯丙胺，右旋苯丙胺，右旋苯丙胺硫酸鹽，安非拉酮鹽酸鹽，馬吲哚，脫氧麻黃鹼鹽酸鹽，芬特明，芬特明鹽酸鹽。根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方式的方面，提供了一種用于分析神經(jīng)生理學(xué)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)處理器，例如，專用電路或通用計(jì)算機(jī)，配置為接收神經(jīng)生理學(xué)數(shù)據(jù)，并執(zhí)行這里描述的至少一些操作。在這里使用的術(shù)語(yǔ)“大約”是指±10%。這里使用的詞“示例性”意思是“用作例子、實(shí)例、或例證”。描述為“示例性”的任何實(shí)施方式都不必理解為比其他實(shí)施方式有利或優(yōu)選和/或排除合并其他實(shí)施方式的特征。這里使用的詞“可選地”意思是“在一些實(shí)施方式中提供并且在其他實(shí)施方式中不提供”。除非這種特征沖突，本發(fā)明的任何特殊實(shí)施方式都可以包括多個(gè)“可選的”特征。術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”、“含有”、“具有”及其結(jié)合的意思是“包括但不限于”。術(shù)語(yǔ)“由…組成”的意思是“包括并且限于”。術(shù)語(yǔ)“主要由…組成”的意思是，組成、方法、和結(jié)構(gòu)可以包括另外的要素、步驟、和/或部分，但只有該另外的要素、步驟、和/或方法不實(shí)質(zhì)上改變所要求的組成、方法、或結(jié)構(gòu)的基本和新穎性特征。如這里使用的，除非文章中另有清楚指示，單數(shù)形式的“一個(gè)”、“該”包括復(fù)數(shù)參考。例如，術(shù)語(yǔ)“化合物”或“至少一個(gè)化合物”可以包括多個(gè)化合物，包括其混合物。通篇在該申請(qǐng)中，本發(fā)明的各實(shí)施方式可以以范圍格式來呈現(xiàn)。應(yīng)當(dāng)理解，范圍格式的說明書僅僅是為了方便和簡(jiǎn)潔，并不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的范圍的不靈活的限制。因此，應(yīng)當(dāng)認(rèn)為對(duì)于范圍的描述已經(jīng)具體公開了所有可能的子范圍以及該范圍中的單個(gè)數(shù)值。例·如，諸如從I至6的范圍的描述應(yīng)用理解為寂靜具體公開了從I至3，從I至4，從I至5，從2至4，從2至6，從3至6等的子范圍以及該范圍中的單個(gè)數(shù)值，例如，1、2、3、4、5、和6。這是適用的，與范圍寬度無(wú)關(guān)。每當(dāng)在文中指示數(shù)值范圍時(shí)，其意思是包括該指示的范圍中的任何引用數(shù)值(小數(shù)或整數(shù))。短語(yǔ)第一指示數(shù)和第二指示數(shù)之間的范圍”以及“從”第一指示數(shù)“到”第二指示數(shù)的“范圍”在這里是互換地使用的，意味著包括第一和第二指示數(shù)以及其間的所有小數(shù)和整數(shù)。應(yīng)當(dāng)理解，為了清楚而在單獨(dú)實(shí)施方式中描述的本發(fā)明的特定特征還可以在單個(gè)實(shí)施方式的組合中提供。相反，為了清楚而在單個(gè)實(shí)施方式的上下文中描述的本發(fā)明的各特征，也可以單獨(dú)地或者以任何適當(dāng)?shù)淖咏M合或者像本發(fā)明其他所述的實(shí)施方式那樣適當(dāng)?shù)奶峁?。在各?shí)施方式的上下文中描述的特定特征不應(yīng)認(rèn)為是這些實(shí)施方式的必要特征，除非該實(shí)施方式?jīng)]有這些元件無(wú)效。在以上描述并在后面的權(quán)利要求部分中要求的本發(fā)明的各實(shí)施方式和方面在以下的實(shí)例中可以找到試驗(yàn)支持。實(shí)例現(xiàn)在參照以下的實(shí)施方式，其與上述說明書一起以非限制方式說明本發(fā)明的實(shí)施方式。實(shí)例IADHD對(duì)象的BNA圖案ADHD是特征為不專注、多動(dòng)癥、和沖動(dòng)的常見發(fā)展缺陷。在經(jīng)診斷患有ADHD的孩子中，癥狀常常繼續(xù)存在到成年期里。雖然臨床表現(xiàn)形式可能會(huì)隨著成熟、沖動(dòng)而改變，但是對(duì)情景需求的反應(yīng)的表現(xiàn)行為的不足，仍然是成年人的障礙的主導(dǎo)行為特征。本發(fā)明人的發(fā)明人認(rèn)識(shí)到，在ADHD對(duì)象中，缺乏抑制控制，這暗示反應(yīng)抑制還調(diào)停潛在ADHD癥狀的其他功能性短缺。用于評(píng)估反應(yīng)抑制的最廣泛使用的范例是Go/No-go test (Liddle etal.，2001 ；Bokura,2001 ；Garavan et al.，，這是需要對(duì)象對(duì)基線和異常值刺激進(jìn)行快速反應(yīng)的范例。已經(jīng)使用了本實(shí)施方式的技術(shù)來分析一組ADHD對(duì)象和一組匹配的控制對(duì)象對(duì)聽覺 Go/No-go task 的 ERP 反應(yīng)。
方法對(duì)象兩種性別的經(jīng)診斷患有合并亞型ADHD的十三名成年人以及與十三個(gè)年齡和性別匹配的控制者參加了研究。全部都用右手，并且據(jù)報(bào)道，有正常聽覺和正常的或校正-正常的視覺。從以色列的 Raombam Health Care Campus 的 Neuro-Cognitive Unit 招收了ADHD對(duì)象。九個(gè)從幼年起診斷出患有ADHD?？刂普呤莵碜訲echnion-Israel Instituteof Technology的學(xué)生志愿者。所有對(duì)象都經(jīng)歷全面的神經(jīng)病學(xué)的和神經(jīng)心理的評(píng)估。根據(jù) Conners Adult ADHD Rating Scales (Murphy and Adler, 2004)的譯本，ADHD 對(duì)象符合 DSM-IV (Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders,第 4 版；Association, 2000)標(biāo)準(zhǔn)和ADHD癥狀。在Raven的漸進(jìn)矩陣分?jǐn)?shù)方面，ADHD組與正常組并無(wú)不同。排除了有共同病態(tài)障礙(諸如抑郁、焦慮癥、物質(zhì)濫用、和無(wú)學(xué)習(xí)能力)的對(duì)象。十三·個(gè)ADHD對(duì)象中的六個(gè)被報(bào)道用常規(guī)哌酸甲酯療法。在最少24小時(shí)的藥物治療失敗后對(duì)所有對(duì)象進(jìn)行評(píng)估。在參加研究之前，協(xié)議被涉及受試人試驗(yàn)的Rambam公共機(jī)構(gòu)的審查委員會(huì)(Helsinki Committee,赫爾辛基委員會(huì))批準(zhǔn),并且所有的參與者簽署一個(gè)知情同意書。從波士頓的馬薩諸塞州綜合醫(yī)院(MGH)招收另外15個(gè)對(duì)象的ADHD組。這些對(duì)象根據(jù)DSM-IV TR標(biāo)準(zhǔn)都經(jīng)診斷患有ADHD，DSM-IV TR標(biāo)準(zhǔn)建立于與專家工作人員精神病學(xué)專家的臨床訪談。對(duì)于該另外的組，還執(zhí)行臨床總體印象量表(CGI-S)、兒童注意缺陷多動(dòng)障礙調(diào)查員癥狀評(píng)定量表(AISRS)和ADHD評(píng)定量表(ADHD-RS) (Guyl976, Spencer 2004)。除非另有說明，應(yīng)當(dāng)將對(duì)ADHD組的引用理解為對(duì)從Rambam Health Care Campus招收的ADHD對(duì)象的引用，并且將對(duì)另外的ADHD組的引用理解為對(duì)從馬薩諸塞州綜合醫(yī)院招收的ADHD對(duì)象的引用。刺激刺激由1000和2000Hz 40毫秒的持續(xù)時(shí)間純音組成，以矩形包絡(luò)在60dB以雙耳聲的方式呈現(xiàn)。Go試驗(yàn)(2000Hz音調(diào))存在于80%的試驗(yàn)中，并且要求對(duì)象響應(yīng)于該音調(diào)盡可能快地按下按鈕。No-go試驗(yàn)(1000Hz)存在于剩下的20%的試驗(yàn)中，并且要求對(duì)象克制不要響應(yīng)。刺激是偽隨機(jī)地出現(xiàn)的，并且刺激之間的時(shí)間間隔在1000和2000ms之間隨機(jī)變化。在10個(gè)試驗(yàn)實(shí)踐塊之后，對(duì)象被呈現(xiàn)了五個(gè)記錄塊，各自包括200次試驗(yàn)。要求對(duì)象使用右手的食指按下按鈕作為響應(yīng)。實(shí)驗(yàn)稈序使用9mm的銀磁盤電極來記錄ERP,銀磁盤電極填充有傳導(dǎo)凝膠，并通過在位置Fp2, F7, F3, Fz, F4, F8, T3, C3, Cz, C4, T4, T5, P3, Pz, P4, T6, 01，02 以及左右乳突骨(Al和A2)的共21個(gè)點(diǎn)的火棉膠附著到頭皮。通過將所有EEG電極引用到下巴的中心并且將左臂上的電極接地來記錄活動(dòng)(Geegraph IV Biologic Systems Corp.，IL, USA)。在左眼下面的稱為Fz的電極用于記錄眼球運(yùn)動(dòng)(E0G)。每個(gè)電極的阻抗維持低于5k Ω。來自EEG(X 100, 000)和EOG (X20, 000)的電位被放大，以256樣本/秒的速度用12位的Α/D轉(zhuǎn)換器數(shù)字化，被濾波(0. 1-lOOHz,6dB/八度斜度)并存儲(chǔ)用于離線分析。執(zhí)行該任務(wù)的對(duì)象依靠在隔音室中的可調(diào)扶椅中，收聽通過耳機(jī)呈現(xiàn)的聽覺刺激，并用其右手的按鈕盒進(jìn)行響應(yīng)。要求對(duì)象避免眼球運(yùn)動(dòng)并盡可能地眨眼，并且在任務(wù)執(zhí)行期間保持他們前面的定點(diǎn)的凝視。
數(shù)據(jù)處理-概沭圖11是說明根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方式的在本實(shí)例中采用的方法的方案。在圖11中，藍(lán)色箭頭標(biāo)記用于組網(wǎng)絡(luò)識(shí)別的計(jì)算操作，并且紅色箭頭標(biāo)記用于單個(gè)對(duì)象評(píng)估的計(jì)算操作。對(duì)于組網(wǎng)絡(luò)識(shí)別和單個(gè)對(duì)象評(píng)估，最初都對(duì)個(gè)體執(zhí)行預(yù)處理和偽跡排除、帶通、離散化和正態(tài)化。對(duì)于第一 ADHD組、另外的ADHD組、和控制組中的每個(gè)，組合真格組的活動(dòng)峰值，將其投射到三維特征空間(時(shí)間，頻率，位置)上，并進(jìn)行處理，以提取大腦圖案的數(shù)據(jù)酷并構(gòu)造組BNA圖案。所構(gòu)造的BNA圖案有區(qū)別地表示各組的特征，因此便于組網(wǎng)絡(luò)識(shí)別。還通過單獨(dú)處理每個(gè)個(gè)體對(duì)象來構(gòu)造個(gè)體對(duì)象的BNA圖案。處理每個(gè)這種個(gè)體對(duì)象的活動(dòng)峰值，已形成特定對(duì)象BNA圖案，然后將其與組BNA圖案相比較。這允許每個(gè)個(gè)體對(duì)象到每個(gè)組的分級(jí)分類。BNA圖案比較進(jìn)一步允許對(duì)象評(píng)估和與行為措施的關(guān)聯(lián)。 現(xiàn)在將詳細(xì)描述如上所述的數(shù)據(jù)處理。ERP波形分析在音調(diào)起效前300ms開始直到音調(diào)起效后IOOOms的時(shí)期，通過分割離線處理連續(xù)的個(gè)體記錄(圖11，預(yù)處理)。在基于盲源分離的眼球運(yùn)動(dòng)校正之后，使用獨(dú)立的成分分析根據(jù)刺激類型(Go和No-Go)對(duì)這些記錄選擇性地取平均(例如,見Makeig et al.，1996)。在平均中，只包括與正確的反應(yīng)相關(guān)且沒有過多(〈100 μ V)的點(diǎn)活動(dòng)的No-go時(shí)期。在平均之后，數(shù)據(jù)被帶通濾波(帶O. 5Hz至30Hz帶通濾波器的IIR矩形濾波器)。在該研究中不包括Go時(shí)期。為了將EEG活動(dòng)分離成基本的公知大腦過程，然后將每個(gè)電極滲入到重疊的頻帶中(Klimesch, 1999 ;Basar et al. , 2001 ) 如下定義頻帶δ 段(1Hz 至 4Ηζ), Θ 段(3Hz至 8Ηζ)，α 段(7Hz 至 13Hz)，低 β 段(12Hz 至 18Ηζ)，β 段(17Hz 至 23Hz)，以及高 β 段(22Hz至30Hz)。在下一分析階段使用所有的重疊頻帶，因此不會(huì)發(fā)生信息丟失。圖11示出了響應(yīng)于ADHD對(duì)象的No-go刺激的單個(gè)電極平均活動(dòng)的帶通階段的實(shí)例。數(shù)據(jù)換算離散化和lH杰化在波形分析之后，將活動(dòng)換算成描述了每個(gè)頻帶的所有波形的本地極值的一組離散點(diǎn)。由于波形峰值附近的波形的近對(duì)稱性，每個(gè)本地波形都這樣換算成一對(duì)數(shù)，表示負(fù)和正峰值的延遲時(shí)間和波幅(圖11，離散化)。在離散化之后，表示每個(gè)頻帶的每個(gè)節(jié)點(diǎn)的活動(dòng)的對(duì)象內(nèi)峰值被Z-分?jǐn)?shù)正態(tài)化，以便以下方式使對(duì)象和頻率標(biāo)準(zhǔn)化(圖11，正態(tài)化):對(duì)于每個(gè)電極且在每個(gè)頻帶內(nèi)，僅基于最大點(diǎn)和最小點(diǎn)來計(jì)算Z-分?jǐn)?shù)。對(duì)于每個(gè)對(duì)象，每個(gè)頻帶中的所有電極的所有Z-分?jǐn)?shù)然后被組合在一起。選擇通過了預(yù)定閾值(Z-分?jǐn)?shù)閾值)的本地正和負(fù)峰值的Z-分?jǐn)?shù)，并且使用其對(duì)應(yīng)的延遲時(shí)間和波幅作為輸入用于網(wǎng)絡(luò)分析。除了補(bǔ)償阻抗差之外，正態(tài)化還有助于消音。采用了多個(gè)Z-分?jǐn)?shù)閾值取Z-分?jǐn)?shù)點(diǎn)的前40%用于δ頻帶，取Z-分?jǐn)?shù)點(diǎn)的前18. 2%用于Θ頻帶，取Z-分?jǐn)?shù)點(diǎn)的前10%用于α頻帶，取Z-分?jǐn)?shù)點(diǎn)的前6. 7%用于低β頻帶，取Z-分?jǐn)?shù)點(diǎn)的前5%用于β頻帶，并且取Z-分?jǐn)?shù)點(diǎn)的前3. 8%用于高β頻帶。網(wǎng)絡(luò)分析
在數(shù)據(jù)換算之后，將每個(gè)試驗(yàn)組中的所有對(duì)象的整個(gè)測(cè)試相關(guān)的活動(dòng)看作三維空間(時(shí)間(峰值延遲)、頻率、和電極(位置))中的一組離散點(diǎn)。圖11為來自控制組的3個(gè)對(duì)象示出了這個(gè)概念，各自都用不同的顏色表示(網(wǎng)絡(luò)分析，右窗口)。通過了 Z-分?jǐn)?shù)閾值的點(diǎn)在全有或全無(wú)的基礎(chǔ)上投射到特征空間。在本實(shí)例中，保持每個(gè)點(diǎn)的具體幅度水平用于稍后的階段，但是不被包括作為單獨(dú)的維度。然而，至少在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，還考慮了使用4維空間，其中，另外的維度是幅度。在該3D空間中，對(duì)象子組中的單個(gè)普遍的活動(dòng)事件(任何頻帶中的負(fù)峰值或正峰值)表現(xiàn)為緊密地分布的離散點(diǎn)的集群。使用給定維度中的這種集群的寬度來定義該維度變量的活動(dòng)窗口大小。例如，時(shí)間維度中的集群的寬度用于描述延遲范圍，在該延遲范圍內(nèi)，事件可能在對(duì)象中發(fā)生。因此，在定義的頻帶內(nèi)且在定義的延遲范圍內(nèi)，在一小組的相鄰電極中，每個(gè)集群都表示對(duì)對(duì)象子組共同的活動(dòng)。將這種集群的時(shí)間序列看作網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)的時(shí)空?qǐng)D案。本實(shí)例的網(wǎng)絡(luò)分析的目標(biāo)是提取在對(duì)象中一致的這些活動(dòng)圖案以及試圖揭示表示了每個(gè)對(duì)象組的特征的獨(dú)特圖案以及普遍的結(jié)點(diǎn)連接。在時(shí)間維度中，單個(gè)集群表示在時(shí)間窗中發(fā)生的整體事件。該窗口被窄化，以排除 明顯的異常值并限制延遲的允許范圍。對(duì)于序列中的每個(gè)事件，一系列這樣的整體事件描述了具有固定時(shí)間窗的不斷變化的時(shí)空?qǐng)D案。為了保持對(duì)象的事件之間的時(shí)間關(guān)系，使用以下過程對(duì)每個(gè)試驗(yàn)組實(shí)施圖案提取，以下過程使用了基于密度的集群方法(圖11，網(wǎng)絡(luò)分析)。最初，對(duì)于每個(gè)頻帶，使用具有預(yù)定和固定窗口大小的運(yùn)行窗口，定位時(shí)域中的單一活動(dòng)(正峰值和負(fù)峰值)的集群。使用可調(diào)對(duì)象閾值參數(shù)的閾值化被用于丟棄未攜帶最小數(shù)量的對(duì)象的集群。在本實(shí)例中，集群中的對(duì)象的最小數(shù)量最初設(shè)置為11，并且在此后也適用。對(duì)于剩余的集群，將初始預(yù)定窗口變窄到滿足對(duì)象閾值的最小寬度。然后，對(duì)于在每個(gè)可能的集群對(duì)中出現(xiàn)的每個(gè)對(duì)象，計(jì)算兩個(gè)整體事件的出現(xiàn)之間的延遲差(包括零差)。然后檢查這些差的范圍如果發(fā)現(xiàn)在預(yù)定窗口中含有對(duì)象閾值允許的足夠數(shù)量的差(在本實(shí)例中，10個(gè)以上的差)，則接受該事件對(duì)作為滿足變異性約束的所有對(duì)象共同的“對(duì)圖案”。對(duì)圖案包括二維位置的兩個(gè)同步事件或者相同或不同位置的兩個(gè)連續(xù)事件。這種對(duì)圖案形成基本的時(shí)空單位。然后，鏈接具有共同單一活動(dòng)的單位時(shí)空?qǐng)D案，以形成兩個(gè)以上的單一活動(dòng)的復(fù)雜圖案。通過參與兩個(gè)附加圖案的兩組對(duì)象的橫截面確定共享新圖案的對(duì)象組。所得到的不滿足對(duì)象閾值的三個(gè)單位圖案被丟棄。以類似的方式構(gòu)造具有三個(gè)以上的單位的圖案。最終，去除多余的圖案，使得對(duì)于每個(gè)試驗(yàn)組，都揭示了單個(gè)多位置圖案的最小集合。每個(gè)剩余的圖案都定義了同步網(wǎng)絡(luò)，該同步網(wǎng)絡(luò)含有在階段性的附加處理后還存在的最大節(jié)點(diǎn)數(shù)。圖11 (見網(wǎng)絡(luò)分析)論證了網(wǎng)絡(luò)分析對(duì)離散數(shù)據(jù)點(diǎn)集合的影響。已經(jīng)將原始3D空間中的離散數(shù)據(jù)點(diǎn)的整個(gè)集合縮減成參與所提取的圖案的集合的點(diǎn)的較小子集(為了論證的目的，在該情況下，僅為3個(gè)對(duì)象)。值得注意的是，雖然在網(wǎng)絡(luò)分析之前看起來有多個(gè)潛在集群，但是只有少量仍然存在。圖11中的兩個(gè)黃色箭頭標(biāo)記由所有三個(gè)對(duì)象共享的兩個(gè)這種集群。值得注意的是，對(duì)于集群中的所有對(duì)象而言，兩個(gè)集群之間的時(shí)間關(guān)系(X軸距離)是類似的。在以下的圖12中示出，這些集群還參與控制圖案，由控制組中的所有13個(gè)對(duì)象共享。除了揭示表示給定組的特征的網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)，本實(shí)例的網(wǎng)絡(luò)分析的另一目標(biāo)是識(shí)別區(qū)分組的網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)。因此，對(duì)于每個(gè)提取的圖案，為兩個(gè)組都找到其中出現(xiàn)了圖案的對(duì)象的數(shù)量。這兩個(gè)數(shù)量之間的差在以下稱為圖案的分化水平。為了識(shí)別區(qū)分圖案，采用了閾值化過程。具體地，只有通過了分化水平閾值12的圖案被接受作為區(qū)分圖案，而所有其他圖案都被拒絕。區(qū)分圖案被分配了組-對(duì)象值，被定義為為其識(shí)別了區(qū)分圖案的各組中的對(duì)象數(shù)量。公類如下所述，使用k折交叉驗(yàn)證算法來執(zhí)行未分類對(duì)象的分類。由于該研究中的所有對(duì)象都是被預(yù)分類的，因此每個(gè)對(duì)象又都從其組被去除，并被看作是新的、未分類的對(duì)象。然后對(duì)兩個(gè)組重新執(zhí)行上述BNA圖案分析，并且如上所述識(shí)別區(qū)分圖案。因此，所識(shí)別的區(qū)分圖案不包括單個(gè)對(duì)象。 對(duì)于兩個(gè)組中的所提取的區(qū)分圖案中的每個(gè)，基于對(duì)的幾個(gè)屬性，將權(quán)重指數(shù)(WI)給予所有參與的基本時(shí)空單位(對(duì)-圖案)。通過參與對(duì)的對(duì)象數(shù)量、對(duì)-圖案的分化水平、以及壓縮的時(shí)間窗的寬度來確定WI (窗口越窄，權(quán)重越大)。通過計(jì)算個(gè)體對(duì)象的電極活動(dòng)和每個(gè)區(qū)分圖案的活動(dòng)要求之間的相似性，將個(gè)體對(duì)象分類到兩組中的一個(gè)。該相似性稱為相似性指數(shù)(SI)。在三個(gè)不同方面對(duì)每個(gè)參與的對(duì)-圖案進(jìn)行比較連接性、同步化、和幅度，從而分別計(jì)算三個(gè)相似性指數(shù)SIc、SIs、和Sla。如果對(duì)-圖案適用于所有被測(cè)對(duì)象(S卩，對(duì)象的電極活動(dòng)滿足對(duì)-圖案的約束集)，則該對(duì)-圖案的SIc為1，否則，為O。為了評(píng)估SIc為I的所有對(duì)-圖案的SIs，對(duì)于兩個(gè)區(qū)域中的每個(gè)，都將個(gè)體對(duì)象的離散活動(dòng)點(diǎn)的時(shí)間與組對(duì)-圖案的活動(dòng)時(shí)間的平均值和SD相比較。通過比較活動(dòng)點(diǎn)的幅度，以類似的方式來評(píng)價(jià)對(duì)的Sla。通過將組的所有圖案中的所有對(duì)的乘積WI · SI取平均來計(jì)算個(gè)體對(duì)象到每個(gè)組的總體分類分?jǐn)?shù)。對(duì)于每個(gè)相似性指數(shù)單獨(dú)計(jì)算該分類分?jǐn)?shù)，使得計(jì)算了三個(gè)分類分?jǐn)?shù)連接性分?jǐn)?shù)、同步性分?jǐn)?shù)、和幅度分?jǐn)?shù)數(shù)。個(gè)體對(duì)象被分類到對(duì)象為其實(shí)現(xiàn)了較高的分類分?jǐn)?shù)的組。對(duì)于這三個(gè)分?jǐn)?shù)中的每個(gè)來進(jìn)行該分類(表I)。最后，將被測(cè)對(duì)象的SI分?jǐn)?shù)與ADHD組和控制組之間的差作為他/她的ADHD指數(shù)的估計(jì)值。定義了三個(gè)這種ADHD指數(shù)，每個(gè)相似性分?jǐn)?shù)一個(gè)。使用這三個(gè)量化的ADHD指數(shù)來確定本實(shí)施方式的方法的能力，以基于測(cè)試對(duì)象的大腦活動(dòng)，通過使行為措施與獨(dú)立的衍生行為分?jǐn)?shù)相關(guān)，來預(yù)測(cè)測(cè)試對(duì)象的行為措施(圖16)。異常倌去除在本實(shí)例中采用的另外計(jì)算操作包括自動(dòng)識(shí)別組中的異常值。使用該操作的優(yōu)點(diǎn)在于，其有助于進(jìn)一步窄化時(shí)間窗，因此允許圖案擴(kuò)展到大腦中的更多位置。使用以下的過程來自動(dòng)識(shí)別控制組和ADHD組中的異常值。對(duì)于每個(gè)對(duì)象，計(jì)算上述三個(gè)ADHD指數(shù)。然后，在每個(gè)組內(nèi)分別計(jì)算每個(gè)ADHD指數(shù)的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差(SD)。將其中所有三個(gè)ADHD指數(shù)都在平均值±2SD范圍外的對(duì)象識(shí)別為異常值。在異常值去除(每組一個(gè))之后，對(duì)細(xì)化的(核心)組重復(fù)網(wǎng)絡(luò)分析?；趶暮诵慕M揭示的圖案，重復(fù)所有對(duì)象(包括異常值)的分類。以下的圖14-16示出的結(jié)果涉及核心組。
對(duì)于對(duì)象的額外組，過程類似。簡(jiǎn)要地，在多個(gè)區(qū)域、頻率、和時(shí)標(biāo)收集64-電極EEG數(shù)據(jù)。預(yù)處理的EEG數(shù)據(jù)被帶通濾波成重疊的生理學(xué)頻帶，被戳記并平均成ERP。對(duì)于每個(gè)段，將數(shù)據(jù)減少成一組離散點(diǎn)，以表示本地極值。對(duì)于每個(gè)狀況，該算法搜索對(duì)象的同步峰值延遲。然后，識(shí)別峰值對(duì)-圖案，使得峰值間的間隔在對(duì)象中也同步。還識(shí)別3個(gè)或以上峰值的更復(fù)雜的圖案，直到出現(xiàn)了狀態(tài)唯一的多占時(shí)空?qǐng)D案或多個(gè)圖案。然后使用最顯著的圖案作為相對(duì)極。對(duì)于每個(gè)狀況，對(duì)象然后被分配了相似性指數(shù)，該相似性指數(shù)量化了個(gè)體BNA圖案與每個(gè)極相關(guān)的程度。益果控制組活動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)分析通過本實(shí)施方式的BNA圖案分析，自動(dòng)揭示了區(qū)分控制組No-go活動(dòng)和ADHD組No-go活動(dòng)的電極活動(dòng)圖案。這些區(qū)分圖案以下稱為控制圖案。 圖12中給出了控制圖案的實(shí)例。該控制圖案涉及主要右半球前額-中央-頂葉電極的集合(在圖12的中心的頭皮上的分布)，具有δ頻率主導(dǎo)。大腦圖像呈現(xiàn)了參與圖案的電極頭皮上的位置。對(duì)于每個(gè)電極(為了清楚表述起見，在圖12中省略了一個(gè))，給出了復(fù)合面板，其描述了控制組(左)和ADHD組(右)中的對(duì)象的個(gè)體活動(dòng)(前兩個(gè)面板)和活動(dòng)的時(shí)間運(yùn)行總平均(后兩個(gè)面板)。在復(fù)合面板的上部中心，顯示了電極活動(dòng)的頻帶。對(duì)于每個(gè)組，上彩色面板具有13行，一個(gè)對(duì)象一行。在每行中，對(duì)于所記錄的時(shí)期的持續(xù)時(shí)間，對(duì)象的非正規(guī)化平均活動(dòng)由顏色代碼表示，藍(lán)色是極度負(fù)并且紅色是極度正。上面板中的垂直行表示圖案中的電極活動(dòng)的最小(左)和最大(右)延遲限制。界定正活動(dòng)的時(shí)間段用紅色表示，并且界定負(fù)活動(dòng)的時(shí)間段用藍(lán)色表示。點(diǎn)表示通過該對(duì)象的圖案的時(shí)間段中的Z-分?jǐn)?shù)幅度閾值的活動(dòng)的正(紅色)或負(fù)(藍(lán)色)峰值。所有參與的對(duì)象的時(shí)間段邊界內(nèi)的峰值活動(dòng)延遲(ms)的均值和標(biāo)準(zhǔn)差存在于上面板下面的括號(hào)中，電極Fz的面板中的白色箭頭標(biāo)記被自動(dòng)選擇作為異常值的單個(gè)控制對(duì)象的活動(dòng)峰值(見文本)。電極C3的面板中的藍(lán)色箭頭和紅色箭頭分別標(biāo)記總平均活動(dòng)中的NlOO成分和P300成分。如果對(duì)象峰值出現(xiàn)在參與圖案的所有電極的所有時(shí)間窗中，則宣布該對(duì)象滿足整個(gè)圖案。在所有控制圖案是都發(fā)現(xiàn)了圖12中給出的圖案(N=13)。因此，該圖案的組對(duì)象值為13。只有一個(gè)ADHD對(duì)象滿足該圖案的一套完整要求，導(dǎo)致圖案分化水平為13-1=12。對(duì)于每個(gè)時(shí)間/對(duì)象矩形，計(jì)算離散但非正規(guī)化的活動(dòng)幅度的總平均值(彩色面板下面的窄矩形)。所得到的軌跡因此近似了在該位置的對(duì)應(yīng)頻率的組的平均ERP。該軌跡表明大多數(shù)參與的電極的主要單元活動(dòng)為其后為突出的P300成分(用同一軌道中的紅色箭頭標(biāo)記的峰值)的大的NlOO成分(用電極C3的總平均面板中的藍(lán)色箭頭標(biāo)記的峰值)。提取并分析網(wǎng)絡(luò)的所有連接的對(duì)-圖案中的兩個(gè)事件的單個(gè)對(duì)象延遲，以識(shí)別是從單個(gè)源蔓延的活動(dòng)的多點(diǎn)頭皮表示的網(wǎng)絡(luò)。在最顯著的控制圖案網(wǎng)絡(luò)中涉及193個(gè)這種對(duì)，平均延遲差(ALs)在O. 3-240ms的范圍內(nèi)。平均值之間的非參數(shù)配對(duì)測(cè)試(Wilcoxon符號(hào)階測(cè)試)發(fā)現(xiàn)了 193個(gè)Λ Ls的75. 3%與零顯著不同(ρ〈0. 05)。這些包括帶大約200ms的Λ Ls的89對(duì)，其再次可以被理解為表示與NlOO和Ρ300成分有關(guān)的兩個(gè)所進(jìn)行的深刻產(chǎn)生事件的大范圍頭皮表現(xiàn)形式。然而，即使在僅考慮具有時(shí)間上相鄰的事件的104個(gè)對(duì)-圖案時(shí)，發(fā)現(xiàn)59%的平均延遲差與零顯著不同。ADHD最顯著網(wǎng)絡(luò)的類似檢查和測(cè)試(這一個(gè)具有293個(gè)對(duì))也發(fā)現(xiàn)182個(gè)ALs〈±65的59%與零顯著不同。在來自ADHD組中的各電極總平均值中，NlOO和P300成分明顯較弱。這是由相比于控制對(duì)象在ADHD對(duì)象中減小的個(gè)體ERP幅度和高延遲變異性導(dǎo)致的。該高變異性的后果是，盡管有多個(gè)ADHD對(duì)象具有高峰值幅度的事實(shí)，但是它們的延遲并未落入控制圖案的時(shí)間約束中。除了圖12中示出的圖案，在δ頻帶中還表示了其他提取的圖案中的大部分活動(dòng)(75%的區(qū)域)。圖12中的白色箭頭標(biāo)記了被自動(dòng)識(shí)別為異常值的控制對(duì)象的峰值活動(dòng)點(diǎn)。該對(duì)象的后活動(dòng)(電極Ρ3、Ρζ、和Ρ4)的特征用相比于其余的控制組的較小的幅度來表示。另外，在參與圖案的所有電極中，異常值的峰值活動(dòng)的延遲比剩余組的延遲短。然而，在這方面，如下面進(jìn)一步描述的，這并不證明將ADHD組特征化的整個(gè)網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)。ADHD組活動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)分析
可選地且優(yōu)選地,通過BNA圖案分析,還自動(dòng)揭示了最好地將ADHD組No-go活動(dòng)和控制組的進(jìn)行區(qū)分的電極活動(dòng)的圖案。這些區(qū)分圖案在這里被稱為ADHD圖案。在圖13中示出了 ADHD圖案的實(shí)例。在圖13中給出的格式與圖12相同。在電極C3的面板中的白色箭頭標(biāo)記被自動(dòng)選擇作為異常值的單個(gè)ADHD對(duì)象的活動(dòng)峰值。如果活動(dòng)峰值出現(xiàn)在參與圖案的所有電極的所有時(shí)間窗中，則給定對(duì)象被宣布滿足整個(gè)圖案。在所有ADHD對(duì)象(N=13)中以及僅在一個(gè)控制對(duì)象中，發(fā)現(xiàn)了圖13中給出的帶Θ和α頻帶主導(dǎo)的圖案。因此，該圖案的組對(duì)象值為13且圖案分化水平為13-1=12。參與圖案的具體頻率中的ADHD對(duì)象的總平均活動(dòng)在參與該圖案的所有電極中揭示了 150ms-170ms之間的大的負(fù)成分，相比于控制活動(dòng)較大，可能表明ADHD組中的增強(qiáng)的N200成分。這里，同樣，多個(gè)參與電極中的峰值活動(dòng)延遲有大搞30ms的顯著不同。圖13中的白色箭頭標(biāo)記自動(dòng)被識(shí)別為異常值的ADHD對(duì)象的峰值活動(dòng)點(diǎn)。不同于控制組異常值，該異常值僅是滿足控制圖案的所有約束的ADHD對(duì)象(圖12)。在所有進(jìn)一步的分析中，兩個(gè)異常值對(duì)象(一個(gè)控制對(duì)象和一個(gè)ADHD對(duì)象)從這里被移除。異常值的自動(dòng)去除能夠檢測(cè)更好地描述了核心組中的BNA圖案的細(xì)化圖案。圖12和13中給出的圖案是在所有參與位置自動(dòng)揭示的單一事件的實(shí)例。在本實(shí)例中，如下面將詳細(xì)描述的，還分析共享區(qū)分圖案的不同組之間的連接性。在圖14A和14B中，分別給出了在異常值去除之后控制組和ADHD組的兩個(gè)區(qū)分BNA圖案。節(jié)點(diǎn)標(biāo)記了參與圖案的單一事件。節(jié)點(diǎn)的位置表示其中發(fā)生了事件的電極，并且節(jié)點(diǎn)的顏色表示活動(dòng)的頻帶(紅顏色代碼記δ段，綠顏色代碼記Θ段，并且黃顏色代碼記α段)。通過連接兩個(gè)區(qū)域的線來表示包括各圖案的區(qū)域?qū)χg的連接性。兩個(gè)區(qū)域之間的連接線的寬度表示分配給各連接的WI。因此，粗的線指向通過該線連接的兩個(gè)區(qū)域之間的強(qiáng)連接性。值得注意的是，活動(dòng)的電極位置和頻率的子集包括與異常值去除之前的圖案相像的圖案(分別將圖14Α-Β與圖12和13的中央面板相比較)。然而，去除分別在ADHD和控制組的活性網(wǎng)絡(luò)中添加了 3和5個(gè)節(jié)點(diǎn)。從細(xì)化的核心組中發(fā)現(xiàn)了從更同質(zhì)BNA圖案產(chǎn)生的節(jié)點(diǎn)的添加。組圖案的網(wǎng)絡(luò)連接性揭示了控制組的右半球中的強(qiáng)額后網(wǎng)絡(luò)(圖14Α)以及ADHD組中的有些微弱且較不豐富的網(wǎng)絡(luò)(圖14Β)。
分類和與行為的相關(guān)性在圖15A至圖15F的實(shí)例中，示出了基于為ADHD和控制組發(fā)現(xiàn)的區(qū)分圖案的集合，將新的對(duì)象分類為ADHD或控制。圖15A示出了控制組中的最具特色的圖案和網(wǎng)絡(luò)連接性，排除了待被分類的控制對(duì)象(圖15C和圖I給出了其網(wǎng)絡(luò)活動(dòng))。圖15B示出了 ADHD組的最具特色的圖案，排除了被測(cè)ADHD對(duì)象(圖15E和圖15F給出了其網(wǎng)絡(luò)活動(dòng))。圖15C-D分別示出了對(duì)控制組圖案和ADHD組圖案的被測(cè)控制對(duì)象的網(wǎng)絡(luò)連接性。圖15E和圖15F分別示出了控制組圖案和ADHD組圖案的被測(cè)ADHD對(duì)象的網(wǎng)絡(luò)連接性。圖15A和圖15B中的線寬度格式與圖14A和圖14B中相同。正如通過計(jì)算圖案中的每個(gè)對(duì)的對(duì)-圖案相似性測(cè)量所確定的(為每個(gè)電極對(duì)計(jì)算的Sc，該電極對(duì)的WI在組圖案的次數(shù))，圖15C至圖15F的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的連接線的寬度表示對(duì)象的連接性與兩個(gè)母組的相似性。粗的線表示與組圖案高度相似的連接性。出現(xiàn)在組圖案中但是沒有出現(xiàn)在被測(cè)對(duì)象的圖案中的線表示對(duì)應(yīng)的對(duì)不存在與單個(gè)對(duì)象的活動(dòng)中。節(jié)點(diǎn)顏色與圖14A和圖14B中相同。值得注意的是，在圖15A和圖15B中，被排除的對(duì)象并不是在該階段之前被去除的 兩個(gè)異常值。如圖15C和15F所示，被測(cè)控制對(duì)象的活動(dòng)的控制圖案(圖15C)和被測(cè)ADHD對(duì)象的活動(dòng)的ADHD圖案(圖15F)有強(qiáng)有力的表現(xiàn)。如圖MD和15E所示，然而，在兩個(gè)被測(cè)對(duì)象中，電極活動(dòng)并不引起相對(duì)組圖案的強(qiáng)烈表達(dá)?；谂c為該組提取的每個(gè)圖案的相似性水平，將單個(gè)對(duì)象分類到組。以下的表I概述了分類結(jié)果。連接性和基于同步的分類產(chǎn)生了 84%的靈敏度(13個(gè)ADHD對(duì)象中的11個(gè)被歸為此類)和92%的特異性(13個(gè)控制對(duì)象中的12個(gè)被分類為非-ADHD)，而基于幅度的分類給出了 84%的靈敏度和76%的特異性。表I
Hl~組平均值之間的差異顯著性(P)特異性靈敏度
連接性0.00592%4%
~同步性0.00492%84%
幅度 0.00976%84%以下的表2概述了根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方式，為13個(gè)控制和ADHD對(duì)象中的每個(gè)計(jì)算的康納斯成年ADHD評(píng)定量表(CAARS)和基于ADHD圖案的BNA圖案指數(shù)。表權(quán)利要求
1.一種分析神經(jīng)生理學(xué)數(shù)據(jù)的方法，包括 識(shí)別數(shù)據(jù)中的活動(dòng)相關(guān)特征； 構(gòu)造具有多個(gè)節(jié)點(diǎn)的大腦網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)(BNA)圖案，每個(gè)節(jié)點(diǎn)均代表所述活動(dòng)相關(guān)特征的特征；以及 為所述BNA圖案中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)分配連接性權(quán)重。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)代表數(shù)據(jù)特征的向量的集群。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，對(duì)于每個(gè)集群，數(shù)據(jù)特征的每個(gè)向量均對(duì)應(yīng)于從不同對(duì)象獲得的數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，對(duì)于每個(gè)集群，數(shù)據(jù)特征的所有向量都對(duì)應(yīng)于從同一對(duì)象但響應(yīng)于不同的刺激所獲得的數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述連接性權(quán)重包括基于根據(jù)由以下項(xiàng)構(gòu)成的組中選擇的至少一個(gè)集群屬性所計(jì)算的權(quán)重指數(shù)(i)相應(yīng)集群對(duì)中的向量數(shù)；(ii)所述相應(yīng)集群對(duì)中的向量數(shù)的可變性；(iii)與所述相應(yīng)集群對(duì)的每個(gè)集群相關(guān)聯(lián)的時(shí)間窗的寬度；(iv)將所述相應(yīng)集群對(duì)分開的延遲差；(V)與所述相應(yīng)集群對(duì)相關(guān)聯(lián)的信號(hào)的幅度；(vi)與所述相應(yīng)集群對(duì)相關(guān)聯(lián)的信號(hào)的頻率；以及(vii)限定所述集群的空間窗口的寬度。
6.一種用于分析對(duì)象的神經(jīng)生理學(xué)數(shù)據(jù)的方法，包括 識(shí)別數(shù)據(jù)中的特征以及特征間關(guān)系； 將所述特征和所述特征間關(guān)系與基準(zhǔn)神經(jīng)生理學(xué)數(shù)據(jù)的特征和特征間關(guān)系相比較，以識(shí)別所述對(duì)象的所述數(shù)據(jù)中的活動(dòng)相關(guān)特征； 構(gòu)造具有多個(gè)節(jié)點(diǎn)的大腦網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)(BNA)圖案，每個(gè)節(jié)點(diǎn)均代表所述活動(dòng)相關(guān)特征的特征；以及 為所述BNA圖案中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)分配連接性權(quán)重。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述基準(zhǔn)神經(jīng)生理學(xué)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)于從對(duì)象的組或子組中獲取的數(shù)據(jù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述基準(zhǔn)神經(jīng)生理學(xué)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)于先前從同一對(duì)象中獲取的歷史數(shù)據(jù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8中任一項(xiàng)所述的方法，其中，提供所述基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的所述特征和所述特征間關(guān)系作為至少一個(gè)先前注釋的BNA圖案。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述至少一個(gè)先前注釋的BNA圖案為先前注釋的BNA圖案的數(shù)據(jù)庫(kù)中的至少一個(gè)條目，并且所述方法還包括針對(duì)所述數(shù)據(jù)庫(kù)中的每個(gè)條目來構(gòu)造BNA圖案。
11.根據(jù)權(quán)利要求9和10中任一項(xiàng)所述的方法，還包括響應(yīng)于所述比較，提取關(guān)于大腦狀況的預(yù)后信息。
12.根據(jù)權(quán)利要求9至11中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述至少一個(gè)先前注釋的BNA圖案包括至少一個(gè)被注釋為正常的BNA圖案以及至少一個(gè)被注釋為異常的BNA圖案。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，還包括 在執(zhí)行所述對(duì)象或概念化執(zhí)行任務(wù)之前、期間和/或之后，從所述對(duì)象的大腦獲取所述神經(jīng)生理學(xué)數(shù)據(jù)；以及向所述對(duì)象提供關(guān)于所述對(duì)象的所述BNA圖案與所述先前注釋的BNA圖案之間的相似性的反饋。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，還包括在執(zhí)行所述對(duì)象或概念化執(zhí)行任務(wù)之前、期間和/或之后，從所述對(duì)象的大腦獲取所述神經(jīng)生理學(xué)數(shù)據(jù)，并且所述方法還包括刺激所述大腦，以增強(qiáng)所述對(duì)象的所述BNA圖案與被注釋為正常的所述BNA圖案之間的相似性。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述被注釋為異常的至少一個(gè)BNA圖案包括對(duì)應(yīng)于注意缺陷多動(dòng)障礙(ADHD)被注釋的至少一個(gè)BNA圖案。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述被注釋為異常的至少一個(gè)BNA圖案包括對(duì)應(yīng)于阿爾茨海默氏癥(AD)被注釋的至少一個(gè)BNA圖案。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述被注釋為異常的至少一個(gè)BNA圖案包括對(duì)應(yīng)于輕度認(rèn)知損害(MCI)被注釋的至少一個(gè)BNA圖案。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述被注釋為異常的至少一個(gè)BNA圖案包括對(duì)應(yīng)于記憶障礙被注釋的至少一個(gè)BNA圖案。
19.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述被注釋為異常的至少一個(gè)BNA圖案包括對(duì)應(yīng)于疼痛被注釋的至少一個(gè)BNA圖案。
20.根據(jù)權(quán)利要求9至15中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述至少一個(gè)先前注釋的BNA圖案包括注釋的BNA圖案的集合。
21.根據(jù)權(quán)利要求9至20中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述至少一個(gè)先前注釋的BNA圖案為將識(shí)別為具有相同大腦障礙的一組對(duì)象特征化的基線注釋BNA圖案。
22.根據(jù)權(quán)利要求9至21中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述至少一個(gè)先前注釋的BNA圖案為將識(shí)別為具有正常大腦功能的一組對(duì)象特征化的基線注釋BNA圖案。
23.根據(jù)權(quán)利要求9至22中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述至少一個(gè)先前注釋的BNA圖案包括對(duì)應(yīng)于治療的大腦相關(guān)障礙被注釋的至少一個(gè)BNA圖案以及對(duì)應(yīng)于未治療的大腦相關(guān)障礙被注釋的至少一個(gè)基線BNA圖案。
24.根據(jù)權(quán)利要求9至23中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述至少一個(gè)先前注釋的BNA圖案為針對(duì)以下項(xiàng)中的至少一個(gè)而大于構(gòu)造的BNA圖案的基線注釋BNA圖案所述BNA圖案的(i )秩和(i i )大小。
25.根據(jù)權(quán)利要求6至24中任一項(xiàng)所述的方法，還包括基于所述連接性權(quán)重計(jì)算BNA圖案相似性。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，還包括響應(yīng)于所述BNA圖案相似性確定大腦障礙指數(shù)，其中，所述大腦障礙對(duì)應(yīng)于所述注釋。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中，所述大腦障礙為ADHD。
28.根據(jù)權(quán)利要求6至27中任一項(xiàng)所述的方法，還包括將所述BNA圖案與同一個(gè)體的至少一個(gè)先前構(gòu)造的BNA圖案相比較，并且利用所述比較來確定神經(jīng)可塑性的存在、不存在和/或水平。
29.根據(jù)權(quán)利要求6至27中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述連接性權(quán)重包括統(tǒng)計(jì)分?jǐn)?shù)，所述統(tǒng)計(jì)分?jǐn)?shù)將所述對(duì)與所述基準(zhǔn)數(shù)據(jù)中的對(duì)應(yīng)特征之間的關(guān)系特征化，所述關(guān)系屬于延遲、延遲差、幅度和頻率中的至少一個(gè)。
30.根據(jù)權(quán)利要求6至29中任一項(xiàng)所述的方法，還包括構(gòu)造與不同的時(shí)間間隔相對(duì)應(yīng)的幾個(gè)BNA圖案并且在時(shí)間軸上顯示所述幾個(gè)BNA圖案。
31.一種用于根據(jù)從對(duì)象的大腦獲取的神經(jīng)生理學(xué)數(shù)據(jù)來評(píng)估對(duì)象的狀況的方法，包括 識(shí)別所述數(shù)據(jù)中的活動(dòng)相關(guān)特征； 構(gòu)造具有多個(gè)節(jié)點(diǎn)的大腦網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)(BNA)圖案，每個(gè)節(jié)點(diǎn)均代表所述活動(dòng)相關(guān)特征的特征； 計(jì)算第一 BNA圖案相似性，所述第一 BNA圖案相似性描述了所述構(gòu)造的BNA圖案與被注釋為正常的第一基線BNA圖案之間的比較； 計(jì)算第二 BNA圖案相似性，所述第二 BNA圖案相似性描述了所述構(gòu)造的BNA圖案與被注釋為異常的第二基線BNA圖案之間的比較； 響應(yīng)于所述第一 BNA圖案相似性和所述第二 BNA圖案相似性，評(píng)估異常大腦功能的可能性。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，還包括為所述BNA圖案中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)分配連接性權(quán)重，其中，所述第一 BNA圖案相似性和所述第二 BNA圖案相似性的所述計(jì)算部分地基于所述連接性權(quán)重。
33.根據(jù)權(quán)利要求31和32中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述第二基線BNA圖案包括對(duì)應(yīng)于注意缺陷多動(dòng)障礙(ADHD)被注釋的至少一個(gè)BNA圖案。
34.根據(jù)權(quán)利要求31至33中任一項(xiàng)所述的方法，還包括響應(yīng)于所述第一BNA圖案相似性和所述第二 BNA圖案相似性，確定大腦障礙指數(shù)，其中，所述大腦障礙對(duì)應(yīng)于所述第二基線BNA圖案的所述注釋。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，其中，所述大腦障礙為ADHD。
36.一種評(píng)估注意缺陷多動(dòng)障礙(ADHD)的存在可能性的方法，包括 識(shí)別從對(duì)象的大腦獲取的神經(jīng)生理學(xué)數(shù)據(jù)中的活動(dòng)相關(guān)特征； 構(gòu)造具有多個(gè)節(jié)點(diǎn)的大腦網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)(BNA)圖案，每個(gè)節(jié)點(diǎn)均對(duì)應(yīng)于所述活動(dòng)相關(guān)特征的特征；以及 計(jì)算BNA圖案相似性，所述BNA圖案相似性描述了構(gòu)造的BNA圖案與基線BNA圖案之間的比較，在大約IOOms至大約200ms的特征時(shí)間窗內(nèi)的多個(gè)前中央位置處，所述基線BNA圖案具有代表主要在Θ頻帶和α頻帶下的事件相關(guān)電位的節(jié)點(diǎn)； 其中，大于預(yù)定閾值的BNA圖案相似性表示對(duì)象具有ADHD的可能性。
37.根據(jù)權(quán)利要求6至36中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述神經(jīng)生理學(xué)數(shù)據(jù)包括在治療之前、期間和/或之后獲取的數(shù)據(jù)。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，還包括，通過將對(duì)應(yīng)于在治療之前獲取的數(shù)據(jù)的BNA圖案與對(duì)應(yīng)于在治療期間和/或之后獲取的數(shù)據(jù)的BNA圖案相比較，來評(píng)估所述治療的療效。
39.根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其中，所述治療包括采用活性劑的藥理學(xué)治療和采用安慰劑的安慰劑治療，其中，所述方法包括通過將與在所述安慰劑治療的期間和/或之后獲取的數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的BNA圖案和與在所述藥理學(xué)治療的期間和/或之后獲取的數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的BNA圖案相比較，來評(píng)估所述藥理學(xué)治療的療效。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的方法，其中，所述活性劑包括東莨菪堿。
41.根據(jù)權(quán)利要求39所述的方法，其中，所述活性劑包括氯胺酮。
42.根據(jù)權(quán)利要求39所述的方法，其中，所述活性劑包括哌酸甲酯。
43.根據(jù)權(quán)利要求39所述的方法，其中，所述活性劑包括精神安定劑。
44.根據(jù)權(quán)利要求39所述的方法，其中，所述活性劑選自由以下項(xiàng)構(gòu)成的組東莨菪堿、氯胺酮、哌酸甲酯、多奈哌齊、毒扁豆堿、他克林、氟西汀、卡馬西平、金剛烷胺、阿撲嗎啡、溴隱亭、左旋多巴、培高利特、羅匹尼羅、司來吉蘭、苯海索、阿托品、東莨菪堿、胃長(zhǎng)寧、巴氯芬、地西泮、替扎尼定以及丹曲林。
45.根據(jù)權(quán)利要求37至44中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述治療包括手術(shù)介入。
46.根據(jù)權(quán)利要求37至45中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述治療包括康復(fù)治療。
47.根據(jù)權(quán)利要求37至45中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述治療包括光療。
48.根據(jù)權(quán)利要求37至45中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述治療包括高壓治療。
49.根據(jù)權(quán)利要求37至46中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述治療包括選自由以下項(xiàng)構(gòu)成的組中的至少一種治療神經(jīng)反饋、EMG生物反饋、EEG神經(jīng)反饋、經(jīng)顱磁刺激(TMS)以及直接電極刺激。
50.一種用于分析神經(jīng)生理學(xué)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)處理器，所述數(shù)據(jù)處理器被配置為接收所述神經(jīng)生理學(xué)數(shù)據(jù)并執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求6至49中任一項(xiàng)所述的方法。
51.一種計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品，包括其中存儲(chǔ)了程序指令的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，當(dāng)所述指令被數(shù)據(jù)處理器讀取時(shí)，所述指令使所述數(shù)據(jù)處理器接收所述神經(jīng)生理學(xué)數(shù)據(jù)并執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求6至49中任一項(xiàng)所述的方法。
全文摘要
公開了一種分析神經(jīng)生理學(xué)數(shù)據(jù)的方法。該方法包括識(shí)別數(shù)據(jù)中的活動(dòng)相關(guān)特征，構(gòu)造具有多個(gè)節(jié)點(diǎn)的大腦網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)(BNA)圖案，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都代表活動(dòng)相關(guān)特征的特征；以及為BNA圖案中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)分配連接性權(quán)重。
文檔編號(hào)G06F19/00GK102906752SQ201180014613
公開日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2011年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月18日
發(fā)明者戈德·沙哈弗, 阿米特·雷切斯, 阿米爾·B·蓋瓦, 諾加·平丘克, 蓋依·本-巴薩特, 阿耶勒特·勘特爾, 雷維塔爾·沙尼-赫爾什科維奇, 羅內(nèi)恩·加多特, 亞基·施特恩 申請(qǐng)人:艾歐敏達(dá)有限公司