随着2013年美国和欧洲脑研究计划的展开,脑科学将是下一个十年有突破性成果的研究领域。但脑的极度复杂性使得很难就脑的每个区域展开研究,选择某一脑区展开研究是可行的研究思路。大脑的颞叶区域不仅与感觉神经系统紧密联系,而且是脑内高级神经活动的关键,同时也是阿兹海默症等脑部疾病的直接病变部位。因此,针对颞叶展开研究不仅是了解脑内神经处理机制的有效途径,而且有利于明确脑疾病的发生机理。首先,基于信息理论提出用于头皮脑电EEG同步的判定指标。借鉴颅内脑电ECoG的计算流程,提出了基于解析信号幅度范围指数IRAA和解析信号幅度均方指数IMA2的EEG全局同步评估指标。以典型认知任务下采集的EEG为对象进行了三组实验,结果表明:IMA2和IRAA用于评估EEG同步性是有效的;相比于相位同步指数值,IMA2和IRAA能够更加明确地区分EEG的同步状态,反映脑活动的全局情况。其次,利用提出的脑电同步判定指标研究了颞叶癫痫脑电的同步情况。从损伤的角度考虑,颞叶癫痫是一种对大脑功能影响较为严重的脑疾病,对癫痫脑电进行分析具有重要的意义。基于信息理论的同步指标计算结果表明,颞叶癫痫发作时,大脑全局的整合与同步程度降低,并且发病时的脑活动更趋于持续的处于高强度、高精确性的脑任务状态,负荷较大。最后,基于颞叶结构模型给出了一种改进的脑功能模型。从功能和结构两个角度对颞叶建模:在功能方面模拟了颞叶中与视觉、听觉、嗅觉以及记忆相关的功能区域;在结构方面模拟了颞上回、梭状回、海马、杏仁体等重要结构。进而,结合Tzourio-Mazoyer提出的90分区脑功能模板,将原有颞叶替换为构造的颞叶模型,给出了具有112个节点的改进脑功能模型。基于小世界理论对改进模型的分析表明,改进后的模型比原模型具有更好的聚类系数。同时,改进模型对脑的描述更加具体和明确。