脑认知（功能）成像技术与心理学研究.docx

脑认知（功能）成像技术与心理学研究 相关和因果。 PTSD和海马体是相关的。 任何两个相关的关系之间总是有许多可能的解释。科学是为了找到两者之间确定的因果关系。 小朋友观察：非常聪明的孩子眼睛突出，大。 前额叶突出，导致眼睛突出。聪明。然后发现了颅相学。 颅相学里面包含了脑定位的思想建立的因果关系。——高尔 大脑进化让我们拥有了使用工具的能力。 所有工具里面最重要的设备依旧是研究者的大脑。 我们用什么办法去研究人类大脑： 是失忆症。单分离 顺行性和逆行性失忆。双分离。 想了解大脑必须使用某种方式去操控大脑。 前额叶白质切除术：治疗精神分裂症。 比较心理学：所谓的动物精分模型，并不是非常确定。 思维主要是大脑和其他脑区的相互作用，主要在前额叶。 TMS（经颅磁刺激）暂时性静止大脑部分区域功能。 可以使用不同的线圈。只能刺激大脑皮层，杏仁核什么的刺激不到。 要求定位很准确。不同人的大脑形状、大小、皱褶不同。所以需要磁共振扫描帮助定位。 在泳帽上画点定位。很难去刺激较小区域。时间和空间分辨率很高。 大脑的代偿性机制还来不及反应。同一个被试可以做多次实验。 TMS技术非常好。 只能刺激颅骨表面区域。 Single pulse最严重会引起癫痫患者的癫痫症状。 重复TMS：严重会使人大脑温度升高一度。平时发烧，大脑内部温度不会改变。 这种方法可以用来研究和治疗抑郁症的病人。 大脑温度升高了，兴奋。 后期最普遍症状是头疼。非常安全。。。 神经元放电会产生电偶极子。 颅骨表面记录到的大部分是皮层的活动。脑干太深层了，几乎记录不到。 前者可以推出后者，后者却不能反推出前者。外部观察到的电场分布可以反推出无数个解。 EEG测量的是大脑的节律。 如α波是大脑放松状态下；去同步化激活。 还有β是大脑兴奋状态下； 还有theta波少见，13岁之前孩子或者成人睡觉时。 还有delta波是1岁以前儿童。低频波，同步化激活。 ERP是EEG技术中的一种方法，相位锁定的分析方法。事件相关电位。 EEG空间定位差，时间分辨率非常好。64道，之前是128道。 脑磁图。MEG可以不用洗头什么的，不需要物理介质，时间空间分辨率都很好。 MEG测量的是电活动所产生的磁场变化。 EEG测量的是电活动产生的胞外电场；MEG测量的是胞内活动产生的磁场。 PET：直接记录血流量变化。利用在血流里面注射仪器可以检测到的放射性物质来测量。血流更多的地方，放射性同位素含量会更多。放射性同位素不停释放正电子。与负电子碰撞，湮没，出现两个相反方向的光子。可以通过计算时间差计算光子来源，所在位置。 注射含有放射性氧的同位素的水。10mm级的分辨率。 直接测量的大脑血液流量CBF。时间分辨率很差。 间接测量血流量变化。 怎样来成像？ 成像必须有对比，对比才能有轮廓。 使人体被磁场磁化，然后给一个外部的脉冲，。。。 磁共振要成像也是必须有对比，有轮廓才会有边界。才可以区分不同区域。依据不同组织电磁特性来区分。 量子机制。每个基本粒子都自旋。带电粒子自旋会产生磁场，磁向量。 氢核。旋转会产生各种朝向，静磁场向量为0. 使得氢核顺磁场或者逆磁场排列。 两种能级状态：顺磁场——低能量；逆磁场——高能量，可以克服磁场。 粒子会在外部磁场的影响下，会静动，绕磁场方向转。 主要研究氢核，人体内水最多。 外部磁场来了： 使用RF频率一样的外部脉冲：共振。有能量了，可以逆磁场跃迁。纵向磁化率（顺和逆的总和）变小。导致所有氢核的例子同相位静动，导致平面上磁场（横向）的分量从0变成最大。 撤掉后：纵向磁化率会恢复。顺的比逆的多。对于不同区域不同（T1）。撤掉后，恢复到最大的值63%对应的时间就是一个组织的T1时间，是一个指数函数，每个组织不同。 不同组织具有不同的T2. 这两个T1和T2可以用于区分不同组织。T1对结构边缘敏感（灰白质）；T2对病变组织敏感。 T1是纵向差别；T2是不同组织横向差别。 磁场不均一性越大（所有例子处于同样的场强），失相位匹配的衰减更快。 我们测量到的T2的信号比实际更短。黑线和黄线。 因为T2信号更容易收到外界影响，所以需要功能成像。 一个结构的功能如何表示？在任务中大脑不同区域的 磁场不均一性来源：含氧血红蛋白变成脱氧血红蛋白。铁离子独立了。。。。 HbO含量差别会导致测到的T2差别。 静脉血含氧血红蛋白相对于静息状态下会更高。因为葡萄糖的消耗远远快于氧气的消耗。氧气和葡萄糖运送的比例相同，会导致氧气过剩，脱氧血红蛋白就少。 BOLD是血液动力学反应。 大脑不同状态之间的差别。 线性的话，认为不同认知加工过程是独立的。 大脑的加工一定是非线性。 血液动力学机制的非线性状态。但是FMRI 得到的数据却是线性的，与真实值存在差异，但是跟真实值差异很小。 操作自变量：改变刺激；改变任务—