下载文档原格式
脑功能研究中的神经影像技术脑是人类思维与感知的中枢。
而想要深入了解脑的功能与结构，传统的心理测量与解剖学手段已经无法满足需求。
正是在这种背景下，神经影像技术应运而生，带给我们从未有过的新视角。
神经影像技术，即利用各种仪器和方法观察与记录脑部活动的过程。
它使得科学家们可以通过非侵入性的手段直接观察脑的电信号、血流和代谢等多个层面的变化。
其中，最早被广泛应用的技术是脑电图（Electroencephalogram，简称EEG）。
通过放置多个电极在头皮上，EEG可以捕捉和测量脑部神经元活动的电流。
这项技术让我们能够快速记录静息状态下的脑活动，并在许多心理实验中找到大量有用的信息。
然而，EEG技术也存在一些局限性。
首先，由于电流的传输需要通过头皮和颅骨，EEG只能提供一种整体的，不够精细的脑活动信息。
其次，EEG受到肌电信号，眼动与其他噪声的干扰，降低了观察的精确性。
因此，科学家们开始探索其他更先进的神经影像技术。
磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，简称MRI）是一种被广泛应用的神经影像技术。
它通过利用磁场对人体内的核磁共振现象产生信号，然后利用计算机技术重建出高清晰度的图像。
与EEG相比，MRI技术能够提供更为精确的脑部结构与功能信息。
它不受头皮和颅骨的限制，可以非常详细地观察脑的解剖结构。
同时，MRI还可以使用功能性磁共振成像（Functional Magnetic Resonance Imaging，简称fMRI）技术，测量脑血氧水平变化，间接反映出不同区域的神经活动程度。
这项技术在研究认知、情绪和注意力等领域发挥了重要作用。
除了MRI，还有其他一些神经影像技术，如磁图像共振光谱（Magnetic Resonance Spectroscopy，简称MRS）和正电子发射断层成像（Positron Emission Tomography，简称PET）。
MRS技术能够提供更精确的化学成分信息，例如神经递质和代谢物。
人类学习与记忆的神经科学研究学习与记忆是人类智力活动的重要方面，对于个人的成功和社会的发展都至关重要。
在神经科学研究发展的过程中，人类脑部结构和功能逐渐被揭示，人们对学习和记忆的认知也随之深入。
本文将介绍人类学习与记忆的神经科学研究现状，旨在提供对于学习和记忆的深入的认识。
一、大脑的学习区域人类大脑共有两个半球，每个半球又分为四个叶片，即额叶、顶叶、颞叶和枕叶。
在这些叶片中，学习和记忆涉及到了下面三个部分：1.海马体：海马体是大脑中的结构之一，其位于颞叶内，对空间记忆和长期记忆的转化发挥着重要作用。
由于其功能的重要性，海马体被称为“记忆系统的闸门”。
2.杏仁核：杏仁核是大脑内的小结构，位于颞叶基础部分，属于情绪记忆的核团。
杏仁核负责处理强烈情绪的体验，尤其是当这些情绪对个人生命或健康有重要影响时。
基于这项特别的功能，杏仁核被称为“情绪中心”。
3.前额皮质：前额皮质包括前额中央回和额叶，是人类僵局系统的重要组成部分之一。
它对长期记忆的管理以及信息的调节起到重要作用，在人类社会的发展中扮演着十分重要的角色。
二、学习与神经元神经元是大脑的基本构成单元，是进行学习与记忆的物质基础。
这些细胞通过化学和电信号之间的相互作用来传递信息。
截至目前，学界已发现，新的神经元仍在不断地生成和更新，因此，学习与记忆并非静止不动的，而是通过刺激神经元之间的连接，来构建和改变大脑的结构。
三、学习的分类与过程由于学习受到了许多因素的影响，因此可以按照它们的不同方面分类来讨论。
下面将按学习的过程顺序进行介绍。
1.感官处理（接受、预处理信息）：感官处理即是大脑处理来自五官的信号的过程，大脑通过这个过程来接受自身所处环境中的信息。
2.讯息传递（大量数据与联合处理）：大脑将收到的信息交由讯息传递系统进行处理，该过程涉及到神经元之间的多样连接方式。
3.短期记忆存储：短期记忆存储是一种临时储存信息的过程，这些信息能够在以后被检索和使用。
人类记忆的研究与神经科学的突破介绍记忆是人类思维和学习的核心能力之一。
几乎每个人都希望拥有一个强大而可靠的记忆系统。
多年来，科学家们一直致力于揭示记忆的奥秘，并不断取得突破性的进展。
神经科学作为研究人类大脑的学科，在这方面发挥了关键作用。
本文将探讨人类记忆的研究和神经科学的突破，以及这些突破对我们理解记忆机制和治疗记忆障碍的意义。
基础的记忆研究和突破人类记忆的研究最早可以追溯到19世纪。
当时的研究方法主要依赖于观察和实验。
通过观察人们的行为和思维过程，研究人员开始认识到记忆是一个复杂的过程，涉及到大脑中多个区域的相互作用。
在20世纪初，研究者开始使用电生理学方法来研究大脑活动和记忆的关系。
例如，通过测量大脑的电活动，他们发现某些区域在记忆任务中表现出较高的活跃度。
这些发现为进一步探索记忆的神经基础奠定了基础。
进一步的突破来自于对大脑结构和功能的研究。
通过神经影像技术，如功能性磁共振成像（fMRI）和电子脑图（EEG），研究者能够观察到大脑的活动，从而理解记忆是如何在大脑中编码和操控的。
通过这些技术，我们知道记忆涉及到多个脑区的相互作用，包括海马体、额叶皮层和颞叶皮质等。
记忆的不同类型研究记忆可以分为多个类型，如短期记忆、长期记忆和工作记忆等。
神经科学家们一直努力研究这些不同类型的记忆是如何产生和储存的。
短期记忆短期记忆是一种相对临时的储存系统，用于暂时存储信息并进行处理。
研究者发现，短期记忆主要依赖于前额叶皮质和顶叶皮质等区域的活动。
这些区域在信息处理和注意力调控中起着重要作用。
长期记忆长期记忆是一种持久的储存系统，用于储存和检索个人经验和知识。
神经科学家们发现长期记忆涉及到多个脑区的相互作用，包括海马体、额叶皮质和颞叶皮质等。
这些区域在刺激编码、储存和检索中起着关键作用。
工作记忆工作记忆是一种用于临时储存和操作信息的记忆系统。
它在各种认知任务中发挥重要作用，例如解决问题和推理。
研究者发现，工作记忆主要依赖于前额叶皮质和顶叶皮质等区域的活动。
人类记忆与学习的认知神经科学研究人类的记忆和学习能力一直以来都是科学家们关注的焦点之一。
为了更深入地理解人类记忆和学习的机制，认知神经科学家们进行了大量的研究。
本文将介绍一些重要的研究成果，以及对人类记忆和学习的认知神经科学研究的深入理解。
一、记忆的类型记忆可以分为多种类型，其中包括工作记忆、长时记忆和情景记忆等。
工作记忆是指人们在进行认知任务时所使用的短暂存储系统，它具有有限的容量限制。
长时记忆则是指在长时间内存储和保留的信息。
情景记忆则是指存储和回忆特定事件或场景的能力。
二、学习和记忆的神经机制认知神经科学家通过运用各种神经成像技术，如功能性核磁共振成像技术 (fMRI) 和电脑断层扫描技术 (CT) 等，揭示了学习和记忆的神经机制。
研究发现，大脑中的海马体在形成新的记忆过程中起到关键的作用。
海马体与其他大脑区域，如前额叶皮质和颞叶皮质等区域之间存在着密切的联系。
同时，神经元的活动和突触可塑性也是学习和记忆的重要机制。
三、认知神经科学研究的应用认知神经科学研究对认知心理学和神经科学的发展有着重要的意义，同时也促进了许多应用领域的发展。
例如，基于认知神经科学的研究成果，科学家们开发了许多记忆训练游戏和技术，旨在提高人们的记忆力和学习能力。
此外，认知神经科学的研究对于发展治疗神经系统相关疾病的方法和药物也具有重要价值。
四、记忆和学习的改进与训练通过认知神经科学的研究，人们对于改进和训练记忆和学习能力的方法也有了更深入的理解。
研究表明，通过不断的学习和刺激，可以增强大脑的连接性和突触可塑性。
此外，一些训练技巧，如分块记忆法、联想记忆法和记忆宫殿法等，也被证明可以提高人们的记忆和学习能力。
五、记忆和学习的局限性尽管认知神经科学的研究为我们带来了大量关于记忆和学习的新发现，但我们仍然对于人类记忆和学习的机制了解有限。
例如，我们对于长时记忆的具体存储和调取机制还知之甚少。
此外，人类的学习和记忆能力在不同个体之间存在差异，这需要进一步的研究来解释。
认知神经科学关于人类记忆功能的研究进展人类记忆功能是人类大脑中最重要和复杂的认知能力之一，它在我们的日常生活中起着至关重要的作用。
认知神经科学通过研究大脑结构和功能，揭示了人类记忆功能的许多奥秘。
本文将回顾人类记忆功能的研究进展，并探讨其在认知神经科学领域的意义。
过去几十年来，心理学和神经科学的研究者们通过不同的方法和技术，对人类记忆功能进行了广泛而深入的研究。
他们利用神经影像技术，如功能磁共振成像（fMRI）和正电子发射断层扫描（PET），来探索大脑在记忆活动中的功能连接和神经活动模式。
同时，他们还运用神经生理学技术，如单细胞记录和脑电图（EEG），以及行为学任务，来研究记忆形成、存储和检索的过程。
通过这些研究手段，神经科学家们发现了许多与人类记忆功能相关的重要脑区。
例如，海马体和杏仁核被认为在记忆的形成和存储中起着重要作用。
海马体是一个关键的记忆结构，参与了将短期记忆转化为长期记忆的过程。
杏仁核则与情绪记忆紧密相关，特别是与情绪强烈的事件的记忆。
此外，额叶和颞叶皮质也与记忆功能密切相关，这些脑区在记忆编码、存储和检索过程中发挥重要作用。
研究者们还发现，人类记忆功能不是一个独立的过程，而是涉及多个脑区之间的复杂互动。
一种被广泛研究的记忆模型是“类比过程模型”，它认为记忆活动涉及到多个不同类型的记忆系统，如工作记忆、语义记忆和情景记忆。
这些记忆系统在不同时间点和不同脑区之间相互交互，协同作用于记忆的不同方面。
此外，近年来的研究表明，记忆功能可能与脑网络的连接强度和神经可塑性之间存在密切关系。
连接强度指的是不同脑区之间神经元活动的同步程度，而神经可塑性指的是大脑结构和功能的可变性和灵活性。
例如，研究者们发现，高度相关的脑网络连接与更好的记忆性能相关，而神经可塑性的增强可能有助于记忆功能的改善和恢复。
除了理解人类记忆功能的神经基础，认知神经科学的研究者们也在探索如何应用这些知识来改善记忆功能和治疗记忆障碍。
人类工作记忆的某些神经影像汇报人：日期:目录CATALOGUE•引言•工作记忆的神经基础•工作记忆的神经影像研究•工作记忆神经影像的疾病应用•工作记忆神经影像的未来展望01 CATALOGUE引言0102工作记忆的定义工作记忆能力因个体差异而异，且与个体的智力、学习和认知能力密切相关。
工作记忆是一种对信息进行暂时存储和操作的心理过程，它允许人们记住并处理在短时间内获得的信息。
工作记忆在认知过程中的重要性工作记忆是认知过程中的重要环节，它帮助人们在学习、推理、解决问题和做出决策时保持和操作信息。
工作记忆能力对个体的学习和认知能力有重要影响，也是个体在各种认知任务中表现的关键因素之一。
通过神经影像学方法，科学家可以研究工作记忆的神经机制，了解大脑在工作记忆过程中的活动模式和不同脑区的协作方式。
神经影像学方法还可以用于研究工作记忆在不同年龄段、疾病状态和认知训练下的表现和机制。
神经影像学是一种研究大脑结构和功能的非侵入性技术，包括功能磁共振成像（fMRI）、正电子发射断层扫描（PET）和脑电图（EEG）等。
神经影像学方法的应用02CATALOGUE工作记忆的神经基础总结词前额叶在工作记忆中扮演着关键角色，负责信息的短期存储和加工。
详细描述前额叶是大脑的一个关键区域，与工作记忆的功能紧密相关。
它负责信息的短期存储和加工，允许人们保持对刚刚呈现的信息的“工作记忆”。
没有前额叶的参与，人们将难以保持集中注意力，并有效地处理和组织信息。
前额叶在工作记忆中的作用颞叶主要负责处理听觉信息，并与工作记忆中的语音回路有关。
总结词颞叶是大脑的另一个重要区域，主要负责处理听觉信息。
在工作记忆中，颞叶主要参与语音回路，这是一个涉及记住和使用言语信息的过程。
没有颞叶的参与，人们将难以记住和处理口头信息。
详细描述顶叶在空间工作记忆中起重要作用，涉及对物体和自身位置的认知。
详细描述顶叶是大脑的一个区域，主要负责处理与空间感知相关的信息。
正常人工作记忆不同认知成分的fMRI研究杨桂芬1,张 权2,张云亭2,朱 虹1(1.江苏省南京军区南京总医院核医学科 江苏 南京 210002;2.天津医科大学总医院放射科 天津 300052) 【摘 要】 目的:采用事件相关功能磁共振成像(ER2fMRI)探讨工作记忆(w orking mem ory,W M)不同认知成分即编码、维持和提取的脑神经机制。
方法:16名正常受试者接受了S ternberg项目认知任务(sternberg item recognition task,SIRT)的功能磁共振成像。
采用低、高负荷任务。
结果:编码期左侧P M A、左枕叶、左顶叶、双侧D LPFC及颞叶激活;维持期为双侧D LPFC、左侧V LPFC、双侧P M A、左顶叶、左枕叶及颞叶后部、左颞叶;提取期为辅助运动区/扣带、双P M A、左D LPFC、左V LPFC、左IP L及左颞叶。
随负载增加编码期激活增加脑区为左侧P M A、枕叶及D LPFC;维持期为双侧P M A、左侧V LPFC、左IP L及左枕叶;提取期为S M A/C M A、左P M A及D LPFC。
结论:不同的W M认知成分具有不同的功能脑区,同一脑区可具有不同认知功能。
【关键词】 功能磁共振成像;工作记忆;负荷;事件相关中图分类号:R445.2;R338.2 文献标识码:A 文章编号:1006-9011(2009)11-1361-05An fMRI study for different cognition components of w orking memory in norm al subjectsY ANG Gui2fen1,ZH ANG Quan2,ZH ANG Yun2ting2,ZHU Hong11.Department o f Nuclear Medicine,Nanjing G eneral Hospital o f Nanjing Military Command,Nanjing210002,P.R.China2.Department o f Radiology,G eneral Hospital o f Tianjin Medical Univer sity,Tianjin300052,P.R.China【Abstract】 Objective:This study investigated neural mechanism ass ociated with the tem porally separated encoding,maintenance and retrieval process of w orking mem ory(W M)using event2related fMRI(ER2fMRI).Methods:S ixteen healthy subjects com pleted a low, high load version of the S ternberg I tem Recognition T ask during ER2fMRI.R esults:Eencoding phase revealed significant activation in a distributed netw ork of regions including left P M A,left occipital lobe,left parietal lobe,bilateral D LPFC,and tem poral lobe.F or high load level,activation of left P M A,occipital lobe and D LPFC increased.Our findings of significant activation during maintenance phase were in bilateral D LPFC,left V LPFC,bilateral P M A,left parietal lobe,left occipital lobe/posterior part of tem poral lobe and left tem2 poral lobe.Brain regions,including bilateral P M A,left V LPFC,left IP L and occipital lobe showed increased activation for high load lev2 el.Retrieval phase revealed significant activation in S M A/C M A,bilateral P M A,left D LPFC,left V LPFC,left IP L and left tem poral lobe.Retrieval related activity in S M A/C M A,left P M A and D LPFC was load related.Conclusion:Distinct neural functional regions are i2 dentified in different cognitive process of W M.Identical brain region maybe possesses different congnition function.【K ey w ords】 fMRI;W orking mem ory;Load;Event related 功能磁共振成像(functional magnetic res onance imaging,fMRI)为人脑高级神经功能如工作记忆(w orking mem ory,W M)的研究提供了很好的研究手段,使认知功能的脑功能定位研究成为可能,但目前对W M的神经生理学基础尚无一致性认识。
人类大脑认知过程的神经影像学研究一、引言人类智慧的来源在于其拥有高度灵活的思维能力，如记忆、注意、决策、语言等认知过程，是人类智能的核心表现。
认知神经科学旨在揭示人类认知过程的神经基础，它的研究目标是使用脑成像技术获取关于大脑结构和功能的信息来探究人脑的认知心理机制。
本文将探讨人类大脑认知过程的神经影像学研究。
二、认知神经科学研究方法神经影像学技术是研究人类大脑认知神经科学的一种重要手段。
当前主要的神经影像学技术有功能性磁共振成像（fMRI）、脑电图（EEG）、脑磁图（MEG）等。
其中，fMRI技术是一种常用的方法，它可以测量大脑中的血氧水平，并显示出神经元的活动情况。
同时，MEG技术能够直接测量大脑皮层的神经元活动，可以提供更高的时间分辨率。
EEG技术则采集大脑皮层的电位信号，能够反映脑区活动的实时特征。
三、大脑认知过程的神经影像学研究1. 记忆记忆是人类生活中不可缺少的功能，它包含了编码、存储和检索三个过程。
神经影像学研究表明，人脑的海马体、颞叶和前额叶皮质是记忆的重要区域。
使用fMRI技术，研究人员发现了海马体和前额叶皮质在工作记忆和长期记忆中的作用。
同时，MEG技术可进一步研究脑区之间的信息传递及时序。
2. 注意注意是人类处理信息时最基本的功能，它能够筛选和加工有用信息，干扰无用信息。
大脑认知神经科学研究显示，前额叶皮层、杏仁核和视觉皮层等脑区与注意力密切相关。
fMRI研究将注意力与血流量的变化联系在一起，研究了人脑的注意力机制，发现注意力在大脑中的处理可以用成分模型来描述。
MEG技术可以实现更高时间分辨率的研究。
3. 决策决策是人们在进行操作时所做的判断和选择，它对人类生活有着重要的影响。
fMRI技术在决策过程中揭示了许多神经心理学方面的问题。
创新的实验范式和分析方法，提供了对决策在大脑中发生的神经机制的图像化和计算模型分析。
4. 语言语言是人类沟通和交流的核心工具，是认知过程的重要组成部分。
人类工作记忆模型的实验研究工作记忆是指临时储存和处理信息的认知系统，可分为视觉空间、语言和执行控制三个子系统。
近年来，神经科学领域的发展为研究工作记忆提供了更深层次的认识。
一项名为“n-back任务”的实验广泛应用于工作记忆领域的研究。
该任务要求参与者对先前呈现的数字或字母序列做出判断，若判断的当前数字与n个位置前的数字相同，则判定为“匹配”。
当n为0时则称为“1-back任务”，当n为1时则称为“2-back任务”，以此类推。
随着n的增加，要求参与者对序列中的信息越来越多地进行储存和更新，从而对工作记忆负荷的大小产生不同的影响。
早期的n-back任务实验得出的结论是，在2-back任务中，相对于1-back和0-back任务，参与者的反应时间变长了，提示难度增大，而正确率则没有明显变化。
这一结论并没有得到广泛认可。
后来的一项实验中，研究者通过改变提示方式，发现在Catell's 16项测验中得分高的参与者在2-back任务中的正确率要显著高于得分低的参与者，而且反应时间也要明显短一些。
此外，在n-back任务实验中，参与者的脑电图也为研究工作记忆提供了新的视角。
例如，在2-back任务中，事件相关电位（ERP）波峰出现在参与者反应后大约300毫秒的时间点处，这表明工作记忆可从视觉短期记忆（VSTM）中召回特定的信息，在脑神经层面上得到了印证。
尽管如此，研究工作记忆的局限性依然存在。
n-back任务只是一项较简单的任务，无法真正反映工作记忆在日常生活中的应用。
此外，n-back任务只能识别出特定类型的错误，而对于不同类型的错误（如干扰项，长期记忆干扰等）则无法有效反映。
除了n-back任务之外，其他实验设计也被用于研究工作记忆。
例如，一些研究者通过不同的提示方式来探讨工作记忆的组成结构，发现当前要储存的信息量越多，参与者的反应时间、正确率以及准确性都呈下降趋势。
另外，神经成像也为科学家们深入研究工作记忆提供了新的机遇。
心理学研究中的神经影像技术随着科技的不断发展，神经影像技术在心理学研究中扮演着日益重要的角色。
神经影像技术指通过扫描人脑神经系统，获取神经电信号和神经成像数据的一种技术。
神经影像技术可以帮助研究人员了解，不同的神经过程是怎么为大脑所实现的，例如记忆、注意、情绪等。
本文将探讨神经影像技术在心理学研究中的应用。
一、功能磁共振成像（fMRI）功能磁共振成像（fMRI）是一种通过磁共振扫描来观察人脑神经活动的技术。
fMRI检测血氧水平，这是一种反映神经代谢活动的信号。
fMRI技术可以帮助研究人员理解不同的大脑区域如何协调作用，从而推测人们的想法和行动是如何发生的。
例如，当被试者执行某项任务时，fMRI技术可以记录该任务所涉及的各个大脑区域的活动情况，研究人员可以通过这些数据进行分析和解释。
二、脑电图（EEG）脑电图（EEG）是另一种神经影像技术，它通过放置电极在人头皮上来检测大脑神经系统的活动。
脑电图技术可以用来研究人类感知、学习、思考和记忆等认知功能。
例如，通过EEG技术可以测量人们在某一时间点的大脑活动水平，从而推断他们是否正在专注于某一任务。
EEG技术也可以用来研究脑电活动异常和失常的问题。
三、磁共振光谱（MRS）磁共振光谱（MRS）是一种通过分析大脑内不同的化学物质来研究脑功能的技术。
MRS技术可以帮助研究人员确定不同大脑区域的神经代谢情况，这有助于理解神经代谢异常与不同神经疾病之间的关系。
例如，针对一种神经疾病的患者，MRS技术可能会发现该疾病与某种化学物质的代谢不正常有关，从而为医生提供更好的治疗选择。
四、口头诱导法另一种神经影像技术是口头诱导法。
在这种技术中，研究人员会通过直接向被试者口头提示特定的情绪和情感，来研究大脑神经系统的对应反应。
例如，研究人员可以使用这种技术来研究人们在遭受情感施压时的心理反应，从而更好地了解人类情感和行为模式的机理。
总之，神经影像技术在心理学研究中日益重要。
从fMRI到EEG，再到MRS和口头诱导法，这些技术都可以帮助心理学家理解神经过程的机制，从而解释和预测人类行为。
正常人工作记忆的事件相关fMRI研究放射学实践2006年月筮鲞筮塑垦!里!堡:正常人工作记忆的事件相关fMRI研究杨桂芬,张云亭,张权中枢神经影像学?【摘要】目的:采用事件相关fMRI,探讨正常人工作记忆资源募集和干涉解决的神经基础.方法:采用Sternberg范例的一个亚型工作记忆选择任务,对正性和负性反应试验,低度熟悉负性试验和高度熟悉负性试验进行比较.结果:与正确正性反应相比,一些额叶区域,如扣带回前部(BA32),额中回(双侧BA46,左侧BA9),左侧额下回(BA44/45)以及右侧楔前叶(BA7),右侧项内沟前部(BA40)在做出正确负性反应时激活增加.与低度熟悉负性试验相比,高度熟悉负性试验中左侧额下回(BA44/45),右侧楔前叶(BA7),扣带前部(BA32)激活显着增加.结论:在工作记忆负性反应中需要募集更多的资源.额叶皮层和楔前叶可能是干涉解决的神经底物.【关键词】功能磁共振成像;工作记忆;Sternberg任务;干涉解决【中图分类号1R445.2【文献标识码】A【文章编号11000—0313(2006)03—0244—04StudyonEvent-relatedfMRIofWorkingMemoryinHealthySubjectsYANGGui-fen,ZHA NGYun-ting,ZHANGQuan.DepartmentofRadiology,GerenalHospitalofTianjinMedicaIUniversity,Tianjin300070,P .R.China[Abstract]Objective:Tostudythebasicsofresourcerecruitmentandinterferenceresolution ofworkingmemoryinhealthysubjectsusinganevent-relatedfMRImethod.Methods:AsubtypeofSternbergparadigmwasusedasmemoryse—lectiontask.Brainactivationswithpositiveandnegativeresponsesaswellasin"lowfamiliarn egative"and"high-familiarnegative"trialswerecompared.Results:Incomparisontocorrectpositiveresponses,increas edactivationincertainzonesoffrontallobe,suchastheanteriorcingulate(BA32),middlefrontal(bilateralBA46,leftBA9),l eftinferiorfrontalgyri(BA44/45),andrightprecuneus(BA7),rightanteriorintraparietalsulcus(BA40)wasshowni ncasethatcorrectnegativeresponsesweremade.Incontrastto"lowfamiliarnegative"trials,"markedincreaseofactivati oninleftinferiorfrontalgY—rus(BA44/45),rightprecuneus(BA7),andanteriorcingulate(BA32)wasindicatedincaseof "highfamiliarnegativetri—als"responses.Conclusion:Itwasindicatedthatmorebrainresourcesshouldberecruitedforp rocessingcorrectnegativere—sponses.Frontalcortexandprecuneusmightbeinvolvinginprocessinginterferenceresoluti on.[Keywords]FunctionalMRI;Workingmemory;Sternbergtask;Interferencereso lution Sternberg任务是工作记忆(workingmemory,WM)研究中最具影响力的试验范例之一.该任务要求受试者记住一套项目(一般是字母),称为记忆设置,经过短期延迟之后,对测验项目(即探子)做出迅速判断.该任务有2个反应类型,如果探子刺激与记忆设置项目之一相同,则为正性反应,反之为负性反应.但是对负性反应的反应时间显着慢于正性反应[1],这一个特点可作为wM神经机制研究的行为学基础,但是目前很少对这一特点进行探讨.wM是在一定的时间内对任务相关信息进行维持和操纵.wM的执行表现有赖于能否解决干涉问题,忽略不相关信息.一般将能够忽略不相关信息的过程称为抑制控制或干涉解决[z3.最近一些研究报道,利用Sternberg任务的一个亚型WM选择任务(workingmemoryselectiontask,WMST)控制非靶探子的熟悉度,可以探讨有关作者|I位:300052天津,天津医科大学总医院放射科作者简介:杨桂芬(1977一).女.云南大理人.博士研究生.主要从事神经影像学研究工作.干涉解决的神经机制.因此本文拟采用WMST探讨与正确正性反应相比,在正确的负性反应中是否需要更多的控制加工过程,是否需要募集更多的wM资源;并探讨与干涉的检测和解决相关的脑区.材料与方法1.正常志愿者选择天津医科大学总医院职工12名,自愿参加实验.人组标准:①无严重躯体疾病,脑创伤史,药物或酒精依赖史,无精神发育迟滞;②无精神障碍,且目前精神状况良好;③文化程度≥本科以上;④为右利手;⑤汉族.其中男5名,女7名,年龄为23～32岁,平均26岁;受教育年限为17~,22年,平均19年.2.实验刺激程序我们采用wMST,事件相关设计模式[3].'刺激内容经美国RT公司goggle系统施加.每一个试验(tria1)过程见图1,显示设置呈现2000ms,随后间隔放射学实践2006年旦筮鲞蔓塑:2000ms;线索设置或忽略设置呈现2000ms,随后间隔2000ms;探子呈现1000ms,随后间隔1000ms.两个trail之间的间隔为10000ms,为放置于屏幕中央的"+".每一时相持续时间为2000ms,每一个试验共1o个时相,为2OS.在线索设置出现之前受试者需要记住最初的字母,当出现线索设置之后,要忘记线索字母,而记住剩余的3个字母,即记忆设置(memoryset) 或靶设置(targetset).在探子出现时,如果探子是记忆设置之一,点击鼠标左键,反之则点击右键.①圈1WMST中HF过程示意图.s没有包括在记忆设王中,但在线索设王(ⅪD)中,故为HF.在每一个试验,显示设置和线索设置为大写字母,探子为小写字母.随机从21个辅音字母库中选择出6个字母作为显示设置.在正性反应试验(positive trials,PO)中,探子是记忆设置中的一个字母.在低度熟悉负性试验(1ow-familiarnegativetrials,LF)中,选择第7个字母作为探子,要求该字母不包括在显示设置的6个字母中.在高度熟悉负性试验(high-fa- miliarnegativetrials,HF)中探子是线索设置中的一个字母(图1).LF和HF型总称为负性反应试验(negativetrials,NE).显示设置中的左边3个字母和右边3个字母在线索设置中再次出现的概率各占5O.整个试验过程共有32个trial,有12个PO,10个HF,10个LF,3个试验类型随机混和排列;共有320个时相,时间10min40s.3.成像设备和成像参数采用GE1.5TTwinspeedinfinitywithExciteⅡ磁共振全身扫描仪及头部正交线圈.对所有受试者进行轴面高分辨T.wI和fMRI扫描.轴面T.wI采用液体衰减反转恢复(fluidattenu—ationinversionrecorery,FLAIR)序列,参数如下:TR/TE为2600/Minfullms,视野24cm×18cm,矩阵320×224.层厚7mm,层间距0.5mm,共18层,包括从头顶到颅底的全脑范围.激励次数为2次,扫描时间为2min9s.fMRI扫描采用梯度回波(gradiontecho,GRE)单次激发回波平面成像技术,参数如下:.TR2000ms,TE 6Oms,视野24cm×24cm,矩阵128×128,层厚7mm, 层间距0.5mm,共18层,扫描层面与T.FLAIR完全一致.试验内容施加同时同步进行fMRI扫描,扫描时间为10min40s.4.fMRI数据预处理及统计分析采用SPM2软件对数据进行预处理,统计分析和结果显示.统计阈值概率设定为P<0.05,激活范围阈值为1O个象素.组分析采用单样本t检验.组间比较采用两样本t检验,获得PO与NE,HN与LN之间具有显着激活差异的脑区.最后将激活区叠加于Talairach标准三维模板脑进行定位,t检验统计值"T"代表激活强度.仅选择正确的PO,HN与LN的时间序列进行分析.结果1.PO,NE,HN与LN的行为学表现采用单因素方差分析,PO,HN与LN间准确率没有显着差别(F<1).采用单因素方差分析,PO,HN与LN间反应时间存在显着差别(F一10.18,P<0.01);随后采用两独立样本t检验,与PO比较,NE反应时间延长,差异有显着性(一23.69,P<0.01).与LN相比,HN反映时间延长,但差异没有显着性意义(P>O.05,表1).表1P0,NE,HN与LN的行为学表现2.fMRI神经成像组分析和组间比较显示:在Po和NE中均出现激活,而且与PO比较,在NE激活显着增加的脑区包括额叶的一些区域——扣带回前部(BA32),额中回(左侧BA46,右侧BA46,左侧BA9),左侧额下回(BA44/45)及右侧楔前叶(BA7)和右侧顶内沟前部(BA40,图2,表2).但与NE相比,PO没有显着增加的激活脑区.与LN相比,HN左侧额下回(BA44/45),右侧楔前叶(BA7),扣带前部(BA32)激活显着增加(图3,表3).表2与PO相比,NE澈活增加脑区第2登塑塑J!些l】:!"!!:!塾:::围2与1}O相比.NE中缴活增加的脑区a)左外侧面观.示左删额中回(莆),圭徊]朝下回(箭共);b】上面观;c)特轴面.均示扣带四前部(短箭),颧中回(莆*)右侧楔前叶(长箭),右侧顶内沟前部(玻许):d)横轴面示左侧额下回(莆)圈3与I.N相比,HN敏话增加脑盈a)右外侧面观{b)盘外岱】面观.示左慨颧下回f箭J;c)横铀面奇右侧牲前叶(箭;d)横轴面示左侧瓤下回(莆).表3々LN相lb,HN敷菇增齄讨论1.PO和NE脑激活的差别Slernherg任务中,对负性探子的刺激反应明硅慢于正性探子.这是因为认知处理加工增lJ】【『认知处理加工增加的理论基础如下:P()和NE埘探子和记忆设置项目进行比较的过程是相同的:当一个项目比较完成之后,得出正性结果,则就可做出正性反应;而必须对所有项目的比较都得出了负性结粜之后才能做出负性反应因此.负性反盥比正性反应更慢,判定标准更为严格.本文发现.与PO相比.NE中反应时问显着增加,提示认知处理加工增加因为Sternberg任务有编码,维待和测验期.P(j和NE脑激恬的差别是因为哪一期或哪几个期导致的?如果Slernberg任务中采用固定没置大小(如本文采用6个字母),在探子出现之前.P()和NE对设置进行的编码和维持过程相同,编码和维持过程不可能对丽进行区舒,两类型试验f=l勺j为学差肆应该仅来自于测验期测验期是针对探子对早期编码和维持的信息进行问和砰估.从而做出J=互应判断访问过程可以联系记忆信息.或肯对忆信息进行魍而评估,以对信息进行利用.以达到即时目的访问和评估过程叉可以分解为儿个更雏奉的操作过程当出现探f刺激时.为了判断是否在记忆设置中.受j式者需要记住霸l届I新探1F表征,复述置I的信息.并且注意探于l己忆"立置申每一个项H之间的关系.在做出正性反膻雨I负性反应时均需要启动这些基本组成过.即刷新,复述和注意等率史精采显示.额叶多个【爱域扣带回前部fBA32)-额中尉(般蜘BA46,庄删BA9).左侧额下回(BA44/l5)及右侧楔衍叶(BA T)和右删顶内潮煎郝(BA4o1P()和NE中都出现激活.提示P()和NE募集r一套珏Il『区执行访问和评估过程.而NE中这些区域激i壬增fjf】.反映了NE中认处理加工增加.对多个肺皮Ji的募集增加复习往文献.本文认为,在NE和I{I中左侧BA.q激瓶参与信息刷新,双恻BA-l6参与注意过程,左侧BA,I4/45参与复述除了额叶脑.本文还芎乏现右侧楔前叶,右删『贞内沟前部也出现相似改变楔前I1-r激活可能与记忆再现有关, 而顶内淘前部町能与注意功能高级整合功能相放射学实践2006生3筮鲞筮塑1:关L2J.2.LN和HN脑激活的差别理论上,与LN相比,HN中的探子是熟悉的,受试者有做出正性反应的优势倾向,在做出正确的负性反应之前,优势倾向需要被抑制,因而产生了干涉解决引.本文行为学结果提示,通过对非靶探子熟悉程度的控制,产生了干涉效应,即与LN相比,在HN中受试者需要更长的时间来拒绝熟悉的非靶探子,左侧额下回(BA44/45),右侧楔前叶(BA7),扣带前部(BA32)激活显着增加.在HN中左侧BA44/45区激活增加,可能是因为对探子的熟悉度高,但是探子没有与记忆设置获得很快匹配,克服这一干扰的办法是复述(即对记忆设置进行预演)[3].一些研究也发现,干涉相关激活区主要位于左侧前额叶腹外侧皮层(主要包括BA44/45).这些研究所采用任务的加工需求不同,包括积极维持,设置转移或任务准备,但这些任务的普遍特点是:需要学习新的刺激一反应联系,并使这些联系能适用于当前的任务需求.因而认为这一区域具有一般的任务管理功能,能在目标靶向行为下,对新的刺激反应所分配的任务进行重组[2].本文采用的试验方法也具有同样特点,需要对探子熟悉程度的干扰进行学习和强化,从而调整对任务的执行方式.扣带前部(BA32)的激活更为明显,可能与冲突控制有关[7].因为负性反应的反应标准更为严格,HN中受试者在做出负性反应时,必需克服对正性反应的总体偏倚.楔前叶(BA7)激活也增加,其能够将当前输入的信息与已经建立好的任务背景模式进行整合[8].这提示需要对当前熟悉的非靶探子与WMST的任务要求进行整合,以正确执行任务.综合而言,左侧额下回(BA44/45),右侧楔前叶(BA7),扣带前部(BA32)可能是干涉解决的相关脑区.247总之,在WMST任务中,受试者在PO和NE的测验期执行了访问和评估过程,募集了同一套脑区,这些脑区包括额叶多个区域一扣带回前部(BA32),额中回(左侧BA9/46,右侧BA46),左侧额下回(BA44/45)及右侧楔前叶(BA7)和右侧顶内沟前部(BA40).但PO和NE对这些脑区募集的程度不同,因为NE认知处理加工增加,其脑区激活更为明显.左侧额下回(BA44/45),右侧楔前叶(BA7),扣带前部(BA32)可能是干涉解决的相关脑区.●参考文献:[1]SternbergS.High-speedScanninginHumanMemory[J]. Science,1966,153(5):652-654.[2]MecklingerA,WeberK,GunterTC,eta1.DissoeiableBrain MechanismsforInhibitoryControl:EffectsofInterferenceCon—tentandWorkingMemoryCapacity[J].CognitiveBrainRe- search,2003,18(1):26—38.[3]Zhangjx,LeungHC,JohnsonMK.FrontalActivationsAssociated withAccessingandEvaluatingInformationinWorkingMemo-ry:anfMRIStudy[J3.NeuroImage,2003,20(3):1531—1539.[43RayeCL,JohnsonMK,MitchellKJ,eta1.NeuroimagingaSingle Thought:DorsolateralPFCActivityAssociatedwithRefreshing Just—activatedInformation[J].Neuroimage,2002,15(2):447—453.[5]JohnsonMK,RayeCE,MitchellKJ,eta1.fMRIEvidenceforan OrganizationofPrefrontalCortexbybothTypeofProcessand TypeInformation[J].EerebrCortex,2003,13(3):265—267.[63王美豪,祝一虹,李建策,等.运动相关大脑皮层的功能磁共振成像[J].放射学实践,2005,20(1):15—17.[73LeungHC,Zhangjx.InterferenceResolutioninSpatialWorking Memory[J].Neuroimage,2004,23(3):1013—1019.[83MaguireEA,FrithCD,MorrisRGM,eta1.TheFunctionalNeuro—anatomyofComprehensiveandMemory:theImportantofPrior Knowleds【eEJ].Brain,1999,122(10):1839—1850.(收稿日期:2005-12—27惨回日期:2006—01—10)本刊开辟"资讯"专栏一本信息时代的影像医学专业期刊,属于这本杂志的直接参与者,更属于天南海北,同行同业的每一位热心读者.为促进读者与杂志实现更好的互动,搭建信息创造价值的有效平台.本刊拟定开办"资讯"专栏.该专栏涉及人才,设备,商务,管理等与影像医学发展相关的资讯.欢迎广大读者垂询惠顾!人才资讯?《放射学实践》杂志诚聘编辑1名.影像医学专业硕士,男女不限,待遇从优.电话:62961058.。
人类工作记忆的某些神经影像研究
人类工作记忆是指人们在短时间内持久地储存和处理信息的能力。
许多研究使用神经影像技术，如功能磁共振成像（fMRI）和脑电图（EEG），来研究人类工作记忆。
以下是一些相关的神经影像研究。
1. fMRI研究：研究者使用fMRI来观察在进行工作记忆任务时，大脑的激活情况。
他们通常使用任务激活范式，如N-back任务，要求参与者根据当前呈现的刺激来判断之前呈现的是否相同。
这些研究发现，在进行工作记忆任务时，大脑的额叶和顶叶区域（如前额皮质、顶叶结构物体背侧缘和中央回）活动增加，这些区域被认为与工作记忆的处理相关。
2. EEG研究：EEG测量大脑电活动，可以提供高时间分辨率的信息。
在一些研究中，参与者被要求在短时间内记住一系列刺激，研究者观察到在进行工作记忆任务时，在脑电图中出现了特定的波形，如P300波和N400波。
这些波形被认为与工作记忆的存储和检索有关。
3. 连接性研究：神经影像研究还涉及观察不同脑区之间的连接性。
通过检测不同脑区之间的神经活动同步性，研究者可以了解脑网络的变化。
一些研究发现，在进行工作记忆任务时，连接前额皮质和其他相关脑区的连接性增强，这可能反映了工作记忆的网络机制。
这些研究提供了对人类工作记忆的神经机制的洞察。
然而，工作记忆是一个复杂的认知过程，仍然有很多待解决的问题，并且神经影像技术正在不断发展，使研究者能够更深入地理解工作记忆的神经过程。
人类大脑功能的神经影像学研究人类的大脑是一个复杂的器官，它控制着我们的行为、思考和情感等方面。
对于神经科学研究人员来说，理解人类大脑的功能和结构是至关重要的。
幸运的是，随着神经影像学技术的发展，我们能够直接观察和研究人类大脑的内部结构和功能。
神经影像学研究主要包括磁共振成像(MRI)、脑电图(EEG)、脑磁图(MEG)、正电子发射断层扫描(PET)和功能磁共振成像(fMRI)等技术。
这些技术各有优劣，但是它们都能够提供重要的神经活动数据供研究人员分析。
MRI是一种基于磁场的技术，可以用来生成3D图像。
MRI检查可以诊断多种疾病，以及帮助研究人员了解人类大脑的结构和活动。
EEG和MEG技术则可以记录大脑电活动，它们是间接度量大脑神经活动的工具。
PET技术透过测量放射性标记物的分布来测量神经活动。
功能性磁共振成像(fMRI)则是一种非侵入性的技术，通过观察大脑的血液流量变化来揭示神经活动。
随着神经影像学技术的不断发展，我们已经了解了关于人类大脑的许多新的信息。
使用这些技术，研究人员已经确定了许多不同区域在人类大脑中的作用。
例如，额叶被认为与决策、规划和思考相关，颞叶则是记忆和情感的中央，而运动皮层则从神经元到运动机能都和运动息息相关。
利用fMRI技术，研究人员已经揭示了一些令人惊讶的结果。
例如，在听音乐时，音乐区域以及奖励区域都会被激活，这可能解释了为什么我们听到喜欢的音乐时会有愉快的感觉。
此外，研究人员还发现，在进行思考、记忆和其他认知任务时，会激活大脑皮层的不同部分。
大量的神经影像学研究表明，我们的大脑是一个高度可塑的器官。
当人们在进行某项任务时，大脑不同的区域会相互协调，以完成特定任务。
这种应对性可塑性被认为是学习和适应的基础。
然而，神经影像学研究并不是没有争议的。
有些研究人员认为，当我们在进行复杂的认知任务时，大脑的激活模式可能因人而异。
相同的任务可能会在不同的人中引发不同的神经反应。
此外，一些人批评神经影像学技术可能被夸大其词，因为这些数据只是间接反映大脑活动的指示器，而神经活动的复杂性不可能完全由它们展现。
大脑研究中的神经影像技术大脑是一个极其复杂的器官，我们对它的认识还远远不够。
神经科学研究领域中的神经影像技术，可以让我们以前所未有的精度和深度，探索和了解大脑的各种活动。
我们的大脑由数十亿个神经元组成，它们相互连接，形成了非常庞大的神经网络。
神经影像技术的发展，让我们可以观察和记录这些神经元的活动。
其中最常用的技术之一是fMRI，它可以通过测量大脑局部脑血流量，来分析大脑区域的活动水平。
fMRI被广泛应用于大脑活动研究中。
通过对大量被试的扫描，神经科学家们可以比较不同人群在特定任务下的大脑活动模式。
例如，当被试看到一个运动的图像时，大脑中的运动区域会被激活。
当被试听到一个音频时，大脑中的听觉区域会被激活。
通过这种方式，我们可以了解大脑不同区域的职能划分，并且发现潜在的异常情况。
除了fMRI，还有其他的神经影像技术可以观测大脑。
例如，MEG和EEG等技术可以测量大脑电磁活动，PET可以测量放射性同位素的分布。
虽然这些技术各有特色，但它们的能力都是有限的。
因此，神经科学家们往往会使用多种方法来检测大脑。
神经影像技术的应用已经非常广泛了。
除了人类大脑研究外，它们还被应用于非人类动物的大脑研究中。
例如，我们可以使用fMRI来分析大鼠的大脑回路，以便更好地了解大鼠的智能行为。
在老年疾病的研究中，神经影像技术也是非常有用的。
这些技术可以检测大脑中产生的任何异常活动，并帮助我们诊断和治疗这些问题。
此外，随着技术的不断改进，神经科学家们也越来越能够使用影像技术来研究神经疾病的病理机制。
最后，需要注意的是，神经影像技术是一种强大而复杂的工具。
虽然它们提供了珍贵的数据，但这些数据往往需要经过高度的统计分析才能正确解读。
因此，我们需要仔细考虑在什么场合和情况下使用神经影像技术，以确保它们得出的结论是可靠和有效的。
在科学家和研究者努力探索大脑的同时，神经影像技术的发展也将不断推动这个领域的进展。
未来的研究将使用更强大的技术和方法，为我们带来更多的启示。
利用人脑神经成像技术研究学习记忆机制第一章：引言近年来，随着人类对大脑研究的不断深入，神经科学领域的许多新兴技术被应用于不同的领域和问题。
其中，人脑神经成像技术作为研究大脑机制的重要手段之一，已经成为了神经科学领域不可或缺的一部分。
利用人脑神经成像技术，大量的研究表明，学习和记忆是由一系列高度关联的神经网络和脑区共同完成的，但其具体的机制尚未得到详细的阐发。
本文旨在利用人脑神经成像技术，探讨学习和记忆的神经机制，并阐述当前在这一领域的研究进展与挑战。
第二章：人脑神经成像技术人脑神经成像技术是一种非侵入性的技术，可用于记录人脑不同部位的神经活动。
这些技术包括功能磁共振成像（fMRI）、电生理学技术（EEG和MEG）以及神经网络成像（NIR）。
这些技术的原理不同，但它们共同的优点在于可以帮助我们了解人脑在不同的认知任务中所涉及的信息处理方式和相关的神经机制。
最近推出的超高场(7T)，也就是更高分辨率的MRI成像，给人脑神经成像带来了一次革命性的机会。
第三章：学习的神经机制学习是一种复杂的认知过程，涉及到大脑的许多部分。
使用人脑神经成像技术，可以研究不同的学习阶段以及在不同学科领域的知识获取。
例如，在学习语言时，学习者需要运用不同的神经系统来处理音律、语法和语义信息。
这些系统包括听觉、运动和前额皮质区域。
通过使用fMRI技术，可以对这些脑区的活动进行定量测量，并帮助研究者了解学习语言的神经机制。
此外，研究表明，学习过程中的奖励和动机对大脑的活动有着重要的影响。
在学习过程中，当个体成功地完成任务或获得奖励时，大脑中的奖励回路就会受到激活，并释放多巴胺等神经递质物质。
这些物质可促进学习者的动机和记忆，并提高学习效果。
第四章：记忆的神经机制记忆是一种长期的信息保持过程，牵涉到大脑的许多部分。
因此，研究大脑不同部位的神经活动是了解记忆机制的重要途径。
其中，hippocampus（海马体）是记忆存储和检索的重要结构。
人类工作记忆的某些神经影像研究工作记忆(working memory)是一种对信息进行暂时性的加工和贮存的能量有限的记忆系统，对于语言理解、学习、推理、思维等复杂认知任务的完成起关键作用。
这一概念最早由Baddeley和Hitch于1974年在分析短时记忆的基础上提出，随后Baddeley将其进一步完善。
Baddeley通过大量的行为实验研究论证了工作记忆的合理性并提出了工作记忆的认知结构模型，认为工作记忆包括一个中央执行器(the central executive)和两个子系统——“语音回路”(phonological loop)与“视觉空间模板”(visuospatial sketch pad)。
这一研究引起了人们的广泛注意。
自1992年以来，由于正电子发射断层扫描(PET,Positron Emission Tomography)技术的进一步成熟以及功能磁共振成像(fMRI,Functional Magnetic Resonance Imaging)技术的产生，在有关工作记忆的行为实验研究以及灵长类动物的实验研究的基础上，研究者利用这些神经影像技术研究人类工作记忆的脑机理，取得了可观成果。
本文试图对近几年来采用PET、fMRI这类神经影像技术探讨人类工作记忆脑机理的一些重要研究作一尝试性梳理和评述。
1 至少存在两种类型的工作记忆系统——词语工作记忆和空间工作记忆工作记忆并不是单一的系统，而可能存在多个，它们分别用于加工处理不同种类的信息。
双分离(double dissociation)原理可作为解决这一问题的逻辑前提。
该原理应用于人脑功能研究方面可明确表述为：若A任务与脑区a的神经活动变化有关，与脑区b无关，而任务B与脑区b的神经活动变化有关，与脑区a无关，则这两个任务存在不同的脑机制。
该原理为我们分离人的复杂心理过程提供了逻辑依据。
基于这一点，目前采用神经影像技术在研究人类工作记忆的脑机制时发现至少存在两种类型的工作记忆系统，即词语工作记忆(verbal working memory)和空间工作记忆(spatial working memory)，它们分别负责处理词语信息和空间信息。
Jonides和Smith等人近几年以正常人为对象，利用PET对工作记忆进行了一系列研究[2,3]。
他们借用Sternberg于1966年研究记忆扫描的项目再认范式(item-recognition paradigm)设计了不同类型的工作记忆任务。
图1是他们设计的词语工作记忆和空间工作记忆任务。
首先，在视屏中央呈现“＋”字500ms，然后在十字周围出现四个大写字母或三个黑点200ms（称为目标刺激），随后间隔延迟3000ms，最后出现一个探测刺激——小写字母或圆圈1500ms，要求被试判断该小写字母是否与前面呈现过的四个大写字母中的任何一个匹配，或者圆圈是否圈住了前面呈现过的三个黑点中的任何一个。
被试进行上述任务时同时接受PET扫描。
注意，在词语记忆任务中，让被试比较小写字母与大写字母是为了使被试必须对字母的语音进行表征，以免被试仅从字母形状作出判断。
附图图1 词语工作记忆和空间工作记忆任务及其相应的控制条件设计模式上述任务除了需要工作记忆参与，还包括被试感知编码刺激（字母和黑点）以及作出反应等其它一般性的操作过程。
因此，PET扫描数据所反应的脑激活信号不仅包含工作记忆所激活的神经信号，而且还包含感知刺激以及作出反应等心理活动所激活的神经信号。
为了排除后者，实验还设计相应的控制任务（图1）。
它与记忆任务类似，区别仅在于当目标刺激呈现完毕立即呈现探测刺激，不存在延迟，所以该任务只需要被试感知刺激以及作出反应等一般性的操作过程，没有记忆参与或对记忆资源的需求量极少。
这样，当从记忆任务条件下所获得的脑激活信号排除控制任务条件下所获得的脑激活信号后，得到的仅是工作记忆的脑激活信号。
这种实验设计可称为减法设计(subtractive design)。
分析表明，词语工作记忆主要激活了脑左半球一些脑区，包括左顶后皮层布洛德曼(Brodmann Area,BA)40区、Broca区(BA 44)、左前运动区(BA 6)以及左辅助运动区(BA 6)，而空间工作记忆主要激活了脑右半球一些脑区，包括右顶后皮层(BA 40)、右枕前皮层(BA 19)、右前运动区(BA 6)以及右脑前额叶腹侧(BA 47)。
词语工作记忆主要由左半球参与，空间工作记忆主要由右半球参与，两种记忆条件下所参与的脑区没有重叠，为词语工作记忆与空间工作记忆的双分离提供了明确的证据，且支持大脑两半球功能不对称性的观点。
研究进一步发现[4,5]，可能还存在一种与上述两种记忆不同的另外一种工作记忆，即客体工作记忆(object working memory)。
所谓客体，指的是一些熟悉或不熟悉的物体图形，如几何图形、面孔等，其本质是一些不含词语信息和空间信息的视觉信息。
从现有文献进行分析，Smith等人所说的客体工作记忆与Ungerleider等人所说的视觉工作记忆(visual working memory)含义是相同的。
Smith等以一些抽象的几何图形作为刺激项目，采用上述项目再认实验模式研究客体工作记忆，观察到左半球颞叶、顶叶以及额叶的一些脑区参与（与参与词语工作记忆的脑区没有重叠），但Courtney等观察到左右脑各区同等参与。
Ungerleider等据此认为左右脑各区参与客体工作记忆的程度依赖于被试对刺激项目的熟悉性以及对客体刺激采用何种形式的编码。
例如，当鼓励被试对不熟悉面孔采用词语编码时，所激活脑区的左脑一侧化更明显，当鼓励被试对不熟悉面孔采用图像编码时，所激活脑区的右脑一侧化更明显。
Jiang等还采用事件相关fMRI(event-related fMRI)进一步分析了面孔识别过程中熟悉性程度与相应各激活脑区神经信号强度的关系。
显然，客体工作记忆的脑活动机理是一个需要大力研究的领域。
上述研究表明，至少存在两类工作记忆系统，即词语工作记忆和空间工作记忆，还可能包括第三类工作记忆系统，即客体工作记忆或视觉工作记忆。
从信息加工的过程来看，工作记忆系统中的信息加工可分为三个环节：(1)信息贮存(storage)过程，其中的信息一般很容易消退；(2)信息维持或复述(rehearsal)过程，即通过不断地复述所贮存的信息激活贮存器中正在消退的信息；(3)执行加工(executive)过程，负责工作记忆系统中信息加工过程的控制与协调。
在这里，可以对Baddeley提出的工作记忆模型加以重新解释，其中，中央执行器负责执行加工过程，语音回路可看作词语信息的缓存区(buffer)，视觉空间模板可以分解为视觉信息和空间信息两个缓存区。
现在的问题是，工作记忆系统中信息加工各环节分别由哪些脑区参与？2 词语工作记忆中信息的贮存和复述从前面的研究结果可以看到，参与词语工作记忆的左半球脑区可分成两组，即顶叶后部皮层区和脑前部额叶区（Broca区、前运动区以及辅助运动区）。
这些脑区在词语工作记忆中分工如何？Awh等设计了一组巧妙的实验研究了这一问题。
Awh等所设计的记忆任务如图2所示。
让被试浏览一系列依次呈现的字母，每个字母呈现500ms，间隔2500ms，然后要求被试决定每一个出现的字母是否与此前刚呈现过的前面第二个字母匹配（Awh等称之为2-back任务）。
显然，被试为了完成这一任务必须时刻在记忆中贮存并复述新出现的两个字母，以便与即将出现的一个新的字母匹配，且要不断更新字母信息。
这一任务比前面介绍过的项目再认任务模式（图1）更强调工作记忆的贮存和复述功能的作用，当然还需要如知觉编码和反应等一般性的操作过程。
被试进行该任务时同时接受PET扫描。
为了分离贮存和复述过程，并排除知觉编码和反应等活动，Awh等还设计了两个控制任务，分别称为搜寻任务与复述任务（图2），两任务中字母呈现方式均与记忆任务相同。
在搜寻任务条件下，要求被试判断不断出现的一个新字母是否与该字母序列的第一个字母相同；在复述任务条件下，被试必须不断地默述每一个新出现的字母并作出按键反应，直到下一个字母出现。
理论上看，搜寻任务需要的工作记忆资源很少，但包括与记忆任务同样的一般性操作过程，当从记忆任务条件下所获得的脑激活信号排除该任务条件下所获得的脑激活信号后，得到的将是工作记忆贮存与复述功能的脑激活信号。
分析结果发现左半球顶后区(BA 40)和脑前额区（包括Broca区、前运动区以及辅助运动区）的激活，支持前面有关词语工作记忆的研究结果。
附图图2 词语记忆任务、搜寻任务以及复述任务的设计模式图复述任务除了需要被试完成一般性的操作过程之外，还需要被试不断复述每个字母。
理论上看，当从记忆任务条件下所获得的脑激活信号排除复述任务条件下所获得的脑激活信号后，参与复述功能的脑区将被排除，得到的是工作记忆贮存功能的脑激活信号。
分析发现，左半球顶后区明显激活，Broca区和前运动区没有明显激活，但辅助运动区仍存在激活，这可能是因为复述任务中的复述强度(demanding)没有达到记忆条件下的复述强度。
在复述控制条件下，被试每次复述一个字母，而在记忆条件下，被试每次要复述两个字母。
如果两者复述强度相同，将有可能排除辅助运动区的参与。
Smith和Jonides随后报告了对上述数据的进一步分析结果。
根据上述任务设计特点，可推测搜寻任务包括少量的贮存以及可能存在的复述加工（只需要记住一个字母），而复述任务包括复述以及极少量的贮存加工。
因此，从复述任务条件下所获得的脑激活信号排除搜寻任务条件下所获得的脑激活信号后，得到的将是工作记忆复述功能的脑激活信号，分析结果发现左半球Broca区和辅助运动区明显激活。
相反，从搜寻任务条件下所获得的脑激活信号排除复述任务条件下所获得的脑激活信号后，得到的将是工作记忆贮存功能的脑激活信号，分析结果发现左半球顶后区明显激活。
以上研究所采用的减法实验设计存在一个前提假设，即增加一加工环节不影响该任务其它操作过程。
例如，图2中2-back记忆任务与搜寻任务的差别表现在前者含有工作记忆而后者没有，使用减法设计即是假设增加的工作记忆对知觉编码和反应没有影响，也就是说，两种任务的知觉编码和反应过程是完全相同的，事实上，增加记忆负荷(load)将对知觉编码等过程产生更高的要求，这样采用减法后可能仍会看到负责知觉编码等其它功能的脑区激活。
基于此，Jonides 等采用另一种研究方法——“参量设计”(parametric design)，其逻辑假设是，如果一因素影响加工过程，那么可通过系统地改变这一因素的水平来观察该因素的作用。
为了系统分析参量的变化，Jonides等设计了一种称之为n-back任务的实验范式，通过逐步改变记忆负荷研究不同脑区激活的变化。
