第8卷第2期复杂系统与复杂性科学 Vo l.8No.22011年6月 CO M PL EX SYST EM S AN D COM PL EXIT Y SCI EN CE Jun.2011文章编号:1672-3813(2011)02-0018-06基于复杂网络的大脑功能连接研究张方风1,陈春辉2a ,姜 璐2b(1.北京物资学院信息学院,北京101149;2.北京师范大学a.认知神经科学与学习国家重点实验室;b.管理学院系统科学系,北京100875)摘要:应用复杂网络方法研究数学认知的一个基本过程)))背诵过程中大脑功能连接的特征。利用功能磁共振成像(fMRI)得到的数据,建立了不同认知任务下的大脑功能网络。对不同网络的分析表明,不同认知任务下,大脑功能连接虽然有一定的区别,但都具有相同的特性:功能连接的度分布呈pow er -law 分布,网络的平均最短距离与对应的随机网络相差不大,而平均集聚系数却大很多,表明此网络具有小世界特性。对网络核心节点定位分析的结果与传统心理学和认知神经科学研究的结果得到很好的吻合。关键词:功能连接;背诵过程;小世界网络;无标度;复杂网络中图分类号:R445;N94文献标识码:ABrain Functional Connection Research Based on Complex NetworkZH AN G Fang -feng 1,CH EN Chun -hui 2a ,JIANG Lu 2b(1.Schoo l o f Info rmation,Beijing Wuzi U niver sity,Beijng 101149,China;2.a.N ational K ey Labor ator y o f Co gnition Neuro science and L earning;b.Department of M anag ement,Beijing N o rmal U niversit y,Beijing 100875,China)Abstract:T his study uses the com plex netw or k analysis to examine the br ain functio nal netw ork invo lved in the most basic num erical processing -number sequence recitation.We construct the brain functional netw or k under this cognitio n task from the fM RI data.Results show that,the distribution of functio nal connections is scale -free.T he char acteristic path length is relativ elysmall and comparable to tho se calculated fo r equivalent random netw orks.The cluster ing coeff-icient is order s of magnitude larg er than those of equivalent random netw o rks.All these proper -ties,typical of scale -free sm all w orld netw o rks,reflect im por tant functional infor matio n about brain states.Key words:functional connection;sequence recitation;small w orld network;scale free;complex netw ork收稿日期:2010-07-29基金项目:北京市教育委员会科研基地建设项目(WYJD200902);北京市属高等学校人才强教计划资助项目(PH R200906210);北京市哲学社会科学规划项目(09BaJ G258)作者简介:张方风(1979-),女,讲师,博士,主要研究方向为复杂网络、复杂性研究及认知神经科学建模、脑机制等。0 前言神经解剖学和电生理的试验得到了大量的在大尺度上的皮层间通道数据[1-2],但是对于大脑网络组织的整体特性的研究较少,而且量化和度量还是很初步的,要求发展新的计算方法来分析和研究大量的大脑连
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