脑功能成像技术在心理学实验中的应用.pptx
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1、2 2 主要的脑功能成像技术主要的脑功能成像技术2.1 2.1 事件相关电位(e event-r related p potentials s,ERPsERPs)技术原理 ERPs技术的特点2.22.2 正电子发射断层扫描(p positron e emission t tomography,PETPET)PET技术原理 PET技术的特点2.32.3 功能磁共振功能磁共振成像(f functional mmagnetic r resonance i imaging,fMRIfMRI)fMRI技术原理 fMRI技术的特点第1页/共33页3 3 脑功能成像技术的应用脑功能成像技术的应用3.13.1
2、 ERPsERPs实验案例:实验案例:P300P300与测谎与测谎 研究假设 实验过程及结果3.23.2 PETPET实验案例:人类言语活动定位的实验案例:人类言语活动定位的PETPET研究研究 任务设计 研究思路 研究结果3.3 fMRI实验案例:关于道德判断的关于道德判断的fMRIfMRI研究研究 问题的提出 实验过程 结果与讨论第2页/共33页技术原理脑电图(EEG)大脑工作时,神经细胞中离子的运动产生电流,在头皮表面形成微弱的(V级)电位,这些电位可以通过高灵敏度电极和放大器探测并记录下来ERP与ERPsERP:一个概念事件相关电位(Event-related potential,ER
3、P)ERPs:一种脑成像技术利用ERP的固定时间关系,即“锁时”(time-locked)关系,经过计算机叠加处理,提取出与某种特定刺激相对应的ERP成分ERPs实验仪器及实验现场第3页/共33页事件相关电位事件相关电位(Event-related potential(Event-related potential,ERP)ERP)事件相关电位是一种特殊的脑诱发电位事件相关电位是一种特殊的脑诱发电位诱发电位(Evoked Potentials,EPs)是指给予神经系统(从感受器到大脑皮层)特定的刺激,或使大脑对刺激(正性或负性)的信息进行加工时,在该系统和脑的相应部位产生的可以检出的、与刺激有
4、相对固定时间间隔(锁时关系)和特定位相的生物电反应 诱发电位的特征诱发电位的特征在特定的部位才能检测出来有其特定的波形和电位分布其潜伏期与刺激之间有较严格的锁时关系,在给予刺激时几乎立即或在一定时间内瞬时出现第4页/共33页第5页/共33页第6页/共33页第7页/共33页ERPsERPs实验现场实验现场第8页/共33页技术的特点 优点优点直接反映了神经的电活动时间分辨率极高(毫秒级),几乎达到实时完全无创设备造价较低,使用、维护方便 缺点缺点空间分辨率较低(厘米级)第9页/共33页 PET技术原理PET的技术原理将同位素示踪剂通过静脉注射到人体中示踪剂随血液循环可到达全身,并持续发射正电子,正
5、电子释放后与人体内的电子相遇并湮灭,产生两个背对背光子这对光子具有确定的能量(511keV),能穿透人体并被环绕人体的PET探测器测到,显示出正电子的位置信息,于是人们就可以对血流方向和流量进行追踪当认知活动在大脑的某一特定部位进行时,该部位新陈代谢加剧,所需的血流量便会增加,此时就可用PET技术确定与特定认知活动相关的激活区域PET实验仪器第10页/共33页第11页/共33页第12页/共33页 PET技术的特点 优点优点空间分辨率高于ERPs,可达4-6mm 缺点缺点成像时间较长,导致时间分辨率低被试需接受放射性物质注射系统造价极高第13页/共33页 fMRI技术原理血氧水平依赖(BOLD)
6、效应神经活动兴奋性水平增强时,局部脑组织血流、血流容积、以及血氧消耗均增加,但增加的比例不同,脑血流量增加超出血流容积2-4倍,而氧耗量仅轻微增加,血流量增加超出了氧耗量的增加。这种差异导致脑激活功能区的静脉血氧浓度升高,使该区域的磁共振信号明显强于其它非活动的区域,此效应称为血氧水平依赖效应(blood oxygenation level dependent,BOLD)利用快速磁共振技术,就可以将大脑这一短时间内的变化检测出来,这就是功能性磁共振成像技术fMRI实验设备第14页/共33页第15页/共33页 fMRI技术的特点 优点优点信号直接来自脑组织功能的变化,完全无创可以同时提供大脑结构
7、和功能的图像空间分辨率极高(毫米级)缺点缺点由于检测的是滞后于神经活动的氧信号,时间分辨率较低(秒级)实验环境较封闭,不适合幽闭恐惧者扫描噪声巨大,无法使用听觉刺激系统造价高第16页/共33页 研究假设研究假设 ERPsERPs成分研究的成果:对成分研究的成果:对P300P300波的认识波的认识P300是事件相关电位(ERP)中,潜伏期在300ms左右的晚期正向波,一般认为该电位与认知过程有关,并且是由“有意义的事件”所引起P300的两个重要指标潜伏期:反映对刺激物评价或分类所需要的时间波幅:与接受的刺激信息量正相关,它反映了刺激的信息量和大脑耗费能量的多少如:熟人面孔比生人面孔包含更多信息熟
8、人面孔:面孔识别中的结构码、身份语义码和姓名码等生人面孔:图形码、视觉语义码因此,熟人的面孔引起的P300波波幅更大第17页/共33页P300潜伏期潜伏期波幅波幅第18页/共33页研究假设用P300波测谎的原理假设:只有真正的罪犯才充分掌握有关的犯罪细节那么:与案件相关的实物或场景照片刺激对罪犯蕴涵有更多的信息,也就必然会引出P300波幅高值因此:可以将案情有关的和无关的事件编成一个刺激序列,根据两者引出的P300波幅的高低来判定被试是否为真正的罪犯相应的研究假设当以与案情有关的事件或事物为靶刺激时对于罪犯来说,它含有更丰富的信息,靶刺激的P300波幅高于对照刺激P300波幅对无辜者来说,靶刺
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- 关 键 词:
- 功能 成像 技术 在心 理学 实验 中的 应用
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