脑电和脑磁研究中的动态因果模型
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认知神经科学研究中的常用技术认知神经科学研究旨在解析人脑的认知与行为活动,这需要运用多种研究技术手段来进行探究。
这些技术手段既包括影像技术,又包含电生理技术、心理测试、行为实验、计算模型等,每种技术都有其相应的优点和局限,最终我们可以综合运用多种技术来探索人脑认知的奥秘。
一、影像技术影像技术是目前研究人脑认知最常用的技术之一。
它的优点是可以直观地观察到造成认知和行为的相关部位,同时还可以研究人脑在执行特定任务时的活动变化。
常用的影像技术包括功能性磁共振成像 (fMRI)、磁共振弥散张量成像 (DTI)、脑电图 (EEG) 等。
fMRI技术通过测量血液中的氧合物含量来观察人脑活动,它对于整个大脑活动的研究非常有用,可以觉察到大脑各个区域在认知和行为方面的差异。
DTI技术刻画白质纤维,可以看到不同区域之间的连接,这对于探究神经网络的重要性非常关键。
EEG技术则能够测量脑电波,进一步发现大脑不同区域的时空特征。
然而,影像技术也存在一些不足之处,比如空间分辨率不高,无法精确定位有限的小面积区域的功能活动。
二、电生理技术电生理技术是一种利用电信号来研究神经活动的研究手段。
常用的电生理技术有脑电图 (EEG) 和脑磁图 (MEG) 等。
EEG技术作为一种非侵入性的、低成本的神经影像技术,它是用电极将放置于头皮上,测量头皮上脑电图的电位变化,反映大脑的电活动状态。
这种技术在研究大规模脑动态时具有很大的优势,因为实验可以进行实时记录。
该技术也非常适合观察童年发展过程中的神经活动。
相比之下,MEG技术是一种高空间分辨率定位脑活动的技术。
它只能研究到同步放电的神经元,但是它的优势是定位能力强,因此可以更精准地观察到特定区域的神经活动变化,这些特定区域之间的同步与不同步现象对认知与行为起到重要的作用。
三、心理测试心理测试是一种对人脑的认知和行为进行系统评估和量化的方法。
心理测试包含许多不同的考察,包括注意力、学习和记忆、情感、思考、空间能力等多个领域。
心理科学进展 2022, Vol. 30, No. 4, 802–816 © 2022 中国科学院心理研究所Advances in Psychological Sciencehttps:///10.3724/SP.J.1042.2022.00802802·研究前沿(Regular Articles)·工作记忆的神经振荡调控:基于神经振荡夹带现象*王鑫麟 邱晓悦 翁旭初 杨 平(华南师范大学脑科学与康复医学研究院; 广东省心理健康与认知科学重点实验室;心理应用研究中心; 脑认知与教育科学教育部重点实验室, 广州 510631)摘 要 工作记忆的神经振荡机制研究是当前记忆领域的研究热点之一。
那么, 神经振荡仅仅是工作记忆过程的伴随现象, 还是直接参与并调控了工作记忆的加工过程?已有研究发现, 大脑内部的神经振荡活动在外界节律性刺激的驱动下, 逐步与外界刺激节律相位同步化, 这一现象被称为“神经振荡夹带”。
重复经颅磁刺激(repetitive Transcranial Magnetic Stimulation, rTMS)和经颅交流电刺激(transcranial Alternating Current Stimulation, tACS)干预研究基于此现象, 对大脑局部脑区施加节律性磁、电刺激, 进而调控工作记忆过程中特定频段的神经振荡活动、跨频段的神经振荡耦合或跨脑区的神经振荡相位同步, 为神经振荡参与工作记忆加工提供较为直接的因果证据。
未来研究需考虑从脑网络的角度出发, 调控多个脑区之间的神经振荡活动, 进一步考察神经振荡对工作记忆的影响。
此外, 还需注意探索和优化rTMS/tACS 调控工作记忆的刺激方案, 并辅以客观的脑电记录, 提高该类研究的有效性和可重复性, 最终达到提高工作记忆能力的目的。
关键词 工作记忆, 神经振荡夹带, 重复经颅磁刺激, 经颅交流电刺激分类号B8421 引言工作记忆(working memory, WM)是大脑高级认知功能的核心组成部分, 它将离散的信息进行暂时的存储和加工, 对指导个体正在(或即将)发生的认知行为具有重要意义(Baddeley, 2010)。
物理学角度研究大脑的方法
从物理学角度研究大脑的方法可以包括以下几种:
1. 功能性磁共振成像(fMRI):fMRI利用磁共振技术测量脑血氧水平的变化,可以研究大脑在进行特定任务时的活动模式和功能连接。
2. 电生理学:包括脑电图(EEG)和脑磁图(MEG)等技术,可以记录和分析大脑电活动的时间粒度和空间特征,帮助研究大脑的神经电流活动。
3. 示踪递质和神经元激活:利用生物化学和荧光探针等技术,可以追踪神经元活动和递质释放过程,揭示大脑信号传递和突触传递的机制。
4. 荧光成像:利用荧光染料标记细胞和分子,通过显微镜观察和记录神经元的形态、突触连接、脑区之间的网络关系等。
5. 磁振弹性成像(MRE):MRE利用磁共振技术和应变测量方法,可以研究大脑的机械特性和组织结构,了解不同脑区的弹性特性和形变情况。
6. 光学相干断层扫描(OCT):OCT利用光学干涉技术观察和记录组织的光学反射率和散射性质,可以实时、无创地研究大脑的真实结构和脑血流变化。
通过以上物理学方法的应用,可以更全面地了解大脑的结构、功能、活动和性质,
并从物理学角度解析和解释大脑的工作原理和机制。
·新进展·事件相关脑电位与功能磁共振成像融合技术在探索大脑认知功能中的应用研究进展樊瑞文,肖娟,柳金英,常静玲基金项目:国家自然科学基金面上项目(81473654);北京市科技计划首都特色临床应用研究(Z131107002213094);教育部新世纪优秀人才支持计划(NCET -11-0603)作者单位:100700北京市,北京中医药大学东直门医院神经内科二病区通信作者:常静玲,100700北京市,北京中医药大学东直门医院神经内科二病区;E -mail :ear6979@【摘要】大脑是宇宙中复杂的物质,如何更好地揭示大脑的奥秘一直是现代科学研究的重要课题。
随着现代科技日新月异,多种先进的、非侵入的检测手段不断涌现,为深入探索大脑的生理病理机制提供了契机。
大脑认知功能具有十分抽象、难以具象化的特点,使得同时获取大脑的时空信息成为当今大脑认知功能研究的热点与难点。
近年来,事件相关脑电位与功能磁共振成像(ERP -fMRI )融合技术以高空间分辨率和高时间分辨率的双重优势,逐渐被引入探索大脑认知功能的研究中,为脑血管病临床诊治及疗效评估提供了新方法、新思路。
本文着重阐述ERP -fMRI 融合技术在探索人脑认知功能研究中的优势及应用。
【关键词】诱发电位;磁共振成像;认知;综述【中图分类号】R814.46【文献标识码】A doi :10.3969/j.issn.1007-9572.2016.03.024樊瑞文,肖娟,柳金英,等.事件相关脑电位与功能磁共振成像融合技术在探索大脑认知功能中的应用研究进展[J ].中国全科医学,2016,19(3):352-355.[ ]Fan RW ,Xiao J ,Liu JY ,et al.Progress of the application research of event -related brain potentials and functional magnetic resonance imaging fusion technology in the exploration of brain cognitive function [J ].Chinese General Practice ,2016,19(3):352-355.Progress of the Application Research of Event -related Brain Potentials and Functional Magnetic Resonance Imaging Fusion Technology in the Exploration of Brain Cognitive Function FAN Rui -wen ,XIAO Juan ,LIU Jin -ying ,et al .TheSecond Ward ,Department of Neurology ,Dongzhimen Hospital ,Beijing University of Chinese Traditional Medicine ,Beijing100700,China【Abstract 】Brain is a complex material in the universe.Exploring the mysterious brain is an important issue in modernscientific researches.Along with the continuous development of neuroscience ,a lot of non -invasive detected means have constantly emerged.These methods provide opportunities for the exploration of physiological and pathological mechanism of the brain deeply.Cognitive function of the brain is very abstract and difficult to be characterized ,which makes it a hot and difficult problem for the simultaneous acquisition of temporal and spatial information of the brain.In recent years ,event -related brain potentials and functional magnetic resonance imaging fusion technology (ERP -fMRI )have gradually been introduced to the exploration of cognitive function ,with the advantages of high spatial resolution and high temporal resolution.It is a new idea for clinical diagnosis and curative effect evaluation of cerebrovascular diseases.This paper focuses on the advantage and application of fMRI -ERP technique in cognitive function.【Key words 】Evoked potentials ;Magnetic resonance imaging ;Cognition ;Review认知是人类心理活动的一种,是指个体认识和理解事物的心理过程,包括简单地对自己与环境的确定、感知、注意、学习和记忆、思维和语言等[1]。
·275·浅谈鸡蛋外治法功效侯艺娇 河北北方学院 河北张家口 075000摘 要:鸡蛋,又名鸡卵、鸡子,是母鸡所产的卵,其外有一层硬壳,内则有壳下白皮、卵白及卵黄部分,鸡蛋主要可分为三部分:蛋壳、蛋白及蛋黄。
鸡蛋含有大量的维生素和矿物质及蛋白质,有很高的营养价值,且鸡蛋的药用作用亦十分广泛。
目的:搜集鸡蛋外治法功效,使其更好应用于临床。
方法:通过文献收集的方法进行整理汇总。
结果:鸡蛋外治法功效众多,可用于治疗外感病、外科病、筋骨损伤、皮肤病等。
结论:鸡蛋外治法具有简效便廉的特点,便于推广。
关键词:鸡蛋 医疗 外治法1鸡蛋的外治作用1.1…收阴“阴症”,…古称“阴症伤寒”,…是临床特定的一组证候群[1]。
历代中医典籍鲜有此“症”的全面记述。
其主要症状有:无热恶寒、或寒战、周身肢节困痛,…不思饮食,…恶心呕吐、腹胀或泄泻,气短,…精神不振、乏力,…四肢冷厥。
“阴症”外治,…亦称“收阴”、“收阴症伤寒”。
《外治寿世方》:伤寒,方用煮鸡蛋去壳。
乘热滚擦。
亦能变阴为阳。
名蛋熨法;《急救广生集》:阴症危急,鸡蛋十数枚煮百滚,蛋头少去壳,对脐口掩上,蛋冷即换热者,蛋完即愈。
其蛋即黑色,不可食;《奇效简便良方》:阴暑,夏天入阴冷屋中及冷街巷内,易受阴暑。
此症四肢厥冷,指甲唇舌皆青。
1.1.1…收阴的操作方法(1)取鸡蛋两枚,…煮熟保温。
先取一枚热鸡蛋,…将其一端去掉约2分硬币大小之蛋壳,…露出蛋清,…在其蛋清处镶嵌戒指一枚。
患者自然仰卧,…解衣裤,…露出肚脐…(即神阙穴)…,…用鸡蛋将镶嵌戒指一端放于肚脐上。
凉却后取下鸡蛋,如症状减轻可止,否则继续热敷,好转为度[2]。
(2)鸡蛋煮熟,蛋中间开一1.5cm小孔,掏出蛋黄,保持蛋壳不烂,小孔镶一大小与蛋孔适宜的银盖片,盖片内放入药物,滴入热桐油若干滴。
稍冷却后蛋孔紧贴于患者肚脐上(即土家族提风…疗法)。
(3)热鸡蛋煮熟,温度适宜后滚患处,滚完后打破蛋壳,可见蛋清上有紫色斑点。
脑电波信号和大脑活动模式分析技术随着科技的进步,脑电波信号和大脑活动模式分析技术在神经科学领域得到了广泛应用。
这项技术可以通过测量大脑神经元的电活动来揭示大脑的功能和结构。
本文将介绍脑电波信号和大脑活动模式分析技术的原理、应用和发展前景。
脑电波信号是指反映大脑神经元电活动的信号。
正常情况下,人的大脑神经元会不断地发放电脉冲,这些电脉冲会经过细胞膜和生物电活动产生的其他电流分布,在头皮上形成微弱的电位差。
通过将电极放置在头皮表面,可以测量到这些电位差,形成脑电图(Electroencephalogram, EEG)。
脑电波信号显示了大脑在不同状态下的电活动模式,比如清醒、进入睡眠、集中注意力或者丧失意识。
利用脑电波信号和大脑活动模式分析技术,研究者可以观察到不同神经元之间的相互联系,了解大脑在执行特定任务或者处于不同状态下的活动。
这种技术有助于我们了解大脑活动与认知、情绪和行为之间的关系。
例如,研究者可以通过脑电波信号分析技术,观察大脑在执行某项认知任务时的活动模式,比如注意力的分配和记忆的处理方式等。
同时,这项技术还可以用于研究相关疾病,如癫痫、帕金森病和注意力缺陷多动障碍等,以及探索脑机接口技术,帮助残疾人士恢复功能。
近年来,脑电波信号和大脑活动模式分析技术得到了快速发展。
一方面,传统的脑电图仪器得以不断改进,提高了信号的采集质量和准确性。
现代的脑电图仪器还可以使用高密度电极阵列,使得研究者能够更好地捕捉到大脑不同区域之间的相互作用。
此外,随着机器学习和人工智能技术的进步,研究者可以借助计算方法来对庞大的脑电波数据进行分析和解释。
这为我们揭示大脑活动背后的机制提供了更多的可能性。
在临床上,脑电波信号和大脑活动模式分析技术已经开始发挥重要的作用。
例如,脑电图在癫痫发作的诊断中起着关键的作用。
医生可以通过观察脑电波信号的异常模式来确认癫痫发作,并为患者提供相应的治疗方案。
另外,脑电波信号还可以用于评估睡眠质量和睡眠障碍的诊断。
大脑活动的电生理学研究方法大脑活动的电生理学研究方法主要包括脑电图(EEG)、脑磁图(MEG)、脑皮层电图(ECoG)和多单元记录等。
这些方法可以帮助研究者了解大脑在不同状态下的电活动特征,揭示不同脑区之间的相互作用,进而推进对大脑结构和功能的理解。
脑电图(EEG)是一种最常用的电生理学方法,通过在头皮上放置电极来记录大脑的电活动。
EEG可以提供具有较高时间分辨率(毫秒级)的大脑电活动信息。
研究者可以利用EEG来研究大脑在不同任务和刺激条件下的电生理变化,如注意力、认知过程和情绪等。
此外,EEG还可以应用于疾病诊断和脑机接口领域。
脑磁图(MEG)是一种记录大脑磁场的电生理学方法。
MEG可以测量大脑中神经元的磁场活动,提供具有较高时间分辨率和空间分辨率的信息。
与EEG相比,MEG在记录脑活动时更加敏感,并且不受头皮和颅骨的干扰。
因此,MEG能够提供更准确的脑活动信号,为研究大脑结构和功能提供了有力的工具。
脑皮层电图(ECoG)是一种记录大脑皮层电活动的方法。
与EEG相比,ECoG的电极直接放置在大脑皮层上,能够提供更高分辨率的电活动信号。
ECoG广泛应用于癫痫手术前定位、脑机接口和认知神经科学等领域的研究。
由于ECoG信号的高时空分辨率,它在理解大脑的局部电活动和功能连接方面具有独特的优势。
多单元记录是一种记录单个神经元电活动的方法。
通过将微电极放置在大脑区域中,研究者可以记录到不同神经元的电活动。
多单元记录可以提供最高的时空分辨率,可以更详细地了解神经元网络的活动。
多单元记录广泛应用于认知神经科学、运动控制和药物研发等领域。
除了以上几种主要的电生理学方法,还有其他一些相关的技术和方法,如功能磁共振成像(fMRI)、脑干听觉诱发电位(ABR)和视觉诱发电位(VEP)等。
这些方法在研究大脑活动时具有独特的优势和应用价值。
总之,电生理学研究方法在研究大脑结构和功能中起着重要的作用。
通过这些技术和方法,研究者可以了解大脑在不同活动状态下的电活动特征,并进一步探索大脑的组织和功能连接。