视觉空间注意事件相关电位的协同学分析

在用事件相关电位(event-related potentials,ERP)研究视觉空间注意问题时,直接观察ERP数据就可得出,空间注意的主要作用是对视觉信息处理的调制,它出现在刺激开始后大约80～250ms,主要表现为枕叶的P1、N1和P2波有明显的增强但它们的潜伏期没有变化。采用基于协同学的时空模式分解方法,把视觉空间注意ERP分解为3个模式成分。结果表明,注意不仅使模式1的第一个正波成分(P11)、第一个负波成分(N11)以及第二个正波成分(P12)增强,还使模式3的第一个正波成分(P31)的潜伏期缩短。用探照灯模型对这些现象作了初步解释,说明该方法是研究注意ERP的一种有潜力的新方法。     

基于视觉搜索的外源易化和返回抑制脑机制研究

采用事件相关电位技术研究了在视觉搜索过程中的外源易化和返回抑制（inhibition of return,IOR）的相互关系。当外源注意保持在序列搜索过的位置上时,有一个延时反应(即IOR）,伴随其产生的相关脑电成分有：分布在后顶的潜伏期为200 ms 的正差异、分布在前额叶内侧靠左的潜伏期为240 毫秒的负差异,以及分布在两侧颞顶联合区的潜伏期为280 ms 的负差异。而当外源注意保持在平行搜索的位置上时,则出现了明显的易化效应,伴随其产生的脑电成分仅为分布在枕顶区域的潜伏期为280 ms 的负差异。这些结果表明,外源易化和IOR 涉及了不同的脑区和神经过程,从而支持两者在机制上是可分离性的观点。     

顿悟类问题解决中思维僵局的动态时间特性

顿悟问题的核心特征在于思维僵局, 即解题者主观上不知如何推进解题进程的心理状态. 尽管对顿悟问题解决的神经机制已有较多研究, 却很少有研究对顿悟问题解决过程中思维僵局的时间进程进行探讨. 本研究运用高时间分辨率脑事件相关电位技术(ERP)对顿悟问题解决过程中思维僵局的动态时间进程进行了考察, 实验记录了有思维僵局和无思维僵局问题的锁时事件相关电位, 其中, 问题类型是根据被试的有无遭遇思维僵局的主观反应确定的. 研究显示, 早期的散布在额中央区的P2成分主要与思维僵局前意识性的元认知觉察有关, P3a主要与思维僵局所引发的注意聚焦有关. 这些结果表明, 思维僵局虽在晚期才完全形成, 但在一个相对较早的阶段就已经启动, 此外元认知在顿悟问题解题过程中思维僵局的监控方面扮演重要作用.     

"新异刺激"模型和P300

事件相关电位中的P30 0成分反映了大脑的基本认知功能 ,并且在科学研究和临床中得到了广泛应用。P30 0成分通常由“新异刺激 (oddball)”模型引出。本文主要介绍了新异刺激模型 ,以及该模型在视觉、听觉和痛觉刺激模式中的应用     

睡眠剥夺中感觉运动皮层和视觉皮层神经活动及警觉水平的改变

在睡眠剥夺(sleep deprivation, SD)过程中,人类大脑的神经活动和警觉水平如何受到影响,尤其是感觉运动和视觉系统,目前仍是研究的热点。静息状态功能磁共振成像(resting state functional magnetic resonance imaging,rfMRI)作为一种反映人脑自发活动的非侵入式成像技术,在睡眠剥夺的研究中得到了广泛应用。本研究采用9次重复rfMRI和心理运动警觉任务(psychomotor vigilance task,PVT),以探索23名志愿者在整个36小时的睡眠剥夺过程中神经活动和警觉水平的变化。我们采用基于PVT的平均反应时间(mean reaction time, MRT)和失效率(lapses ratio, LR)评估警觉水平的变化。我们采用基于rfMRI的区域同质性(region homogeneity,ReHo)和低频波动幅度(amplitude of low frequency fluctuation,ALFF)评估大脑神经活动变化。结果表明,感觉运动网络(sensorimotor network, SMN)和视觉区域(visual network, VN)是受到睡眠剥夺影响最严重的区域。我们采用组独立成分分析(Group Independent component analysis, GICA)将视觉相关区域划分为视觉I区、视觉II区、视觉关联区,并从解剖自动标记(Anatomical automatic labeling,AAL)模板中提取运动感觉相关区域,包括中央前/中央后回、中央旁小叶和辅助运动区。我们发现,睡眠剥夺后16 - 30小时脑神经活动及警惕性下降。我们采用2×3重复测量方差分析,探讨睡眠压力、昼夜节律及其交互作用对感觉运动相关和视觉相关脑区神经活动的影响。我们观察到睡眠压力与交互作用对感觉运动相关区域和视觉相关区域有显著影响。我们采用皮尔逊相关系数评估警觉水平变化与感觉运动相关和视觉相关脑区神经活动变化的关系。睡眠剥夺期间所有感觉运动相关区域的神经活动变化与警觉变化均存在显著的相关关系。我们的研究结果证实,睡眠剥夺从第一天24：00开始改变SMN和VN的警戒水平和神经活动,睡眠压力和昼夜节律在睡眠剥夺期间调节SMN和VN的神经活动。此外,昼夜节律的效应受到睡眠压力的显著调节。感觉运动相关区域和视觉相关区域的增强导致他们远程连接的减弱,这可能是睡眠剥夺期间响应时间变慢的原因。     

跨通道迁移及其认知神经机制

跨通道迁移是指将在一种感觉通道获得的知识应用于另一感觉通道的能力。跨通道迁移的相关研究探索了大脑表征不同感觉通道信息的方式,为减少重复学习、提高认知加工效率提供了新的见解。为较好地概括跨通道迁移的特点和机制,本文首先介绍了在物体识别、类别学习和时间知觉等不同领域对跨通道迁移效应的实验研究,之后介绍了支持跨通道迁移的表征类型和相关理论,梳理了跨通道迁移产生的理论及采用事件相关电位（ERP）和功能磁共振成像（fMRI）等技术探讨跨通道迁移神经机制的研究进展,并指出了影响跨通道迁移的因素。最后,对目前跨通道迁移研究成果及其潜在应用进行了总结,并对这一领域未来的研究问题进行了展望。     

睡眠剥夺中感觉运动皮层和视觉皮层神经活动及警觉水平的改变（英文）

在睡眠剥夺(sleep deprivation,SD)过程中,人类大脑的神经活动和警觉水平如何受到影响,尤其是感觉运动和视觉系统,目前仍是研究的热点.静息状态功能磁共振成像(resting state functional magnetic resonance imaging,rf MRI)作为一种反映人脑自发活动的非侵入式成像技术,在睡眠剥夺的研究中得到了广泛应用.本研究采用9次重复rf MRI和心理运动警觉任务(psychomotor vigilance task,PVT),以探索23名志愿者在整个36 h的睡眠剥夺过程中神经活动和警觉水平的变化.采用基于PVT的平均反应时间(mean reaction time,MRT)和失效率(lapses ratio,LR)评估警觉水平的变化;采用基于rf MRI的区域同质性(region homogeneity,Re Ho)和低频波动幅度(amplitude of low frequency fluctuation,ALFF)评估大脑神经活动变化.结果表明,感觉运动网络(sensorimotor network,SMN)和视觉区域(visual network,VN)是受到睡眠剥夺影响最严重的区域.我们采用组独立成分分析(group independent component analysis,GICA)将视觉相关区域划分为视觉Ⅰ区、视觉Ⅱ区、视觉关联区,并从解剖自动标记(anatomical automatic labeling,AAL)模板中提取运动感觉相关区域,包括中央前/中央后回、中央旁小叶和辅助运动区.研究发现,睡眠剥夺后16～30 h脑神经活动及警惕性下降.采用2×3重复测量方差分析,探讨睡眠压力、昼夜节律及其交互作用对感觉运动相关和视觉相关脑区神经活动的影响.观察到睡眠压力与交互作用对感觉运动相关区域和视觉相关区域有显著影响.采用皮尔逊相关系数评估警觉水平变化与感觉运动相关和视觉相关脑区神经活动变化的关系.睡眠剥夺期间所有感觉运动相关区域的神经活动变化与警觉变化均存在显著的相关关系.研究结果证实,睡眠剥夺从第一天24:00开始改变SMN和VN的警戒水平和神经活动,睡眠压力和昼夜节律在睡眠剥夺期间调节SMN和VN的神经活动.此外,昼夜节律的效应受到睡眠压力的显著调节.感觉运动相关区域和视觉相关区域的增强导致他们远程连接的减弱,这可能是睡眠剥夺期间响应时间变慢的原因.     

中华蜜蜂成虫视觉系统中神经胶质细胞的类型及功能

神经胶质作为视觉系统的重要成分之一，对视觉系统的发育及功能起着重要的作用。本研究通过形态解剖和组织化学技术，对中华蜜蜂成虫视觉系统中神经胶质的类型进行了比较研究，研究表明：在中华蜜蜂视觉系统中，根据神经胶质的位置和形态主要分为表面神经胶质、皮层神经胶质、神经纤维网神经胶质3种类型；在视神经节层中，有有孔层神经胶质、类视筒神经胶质、末梢卫星神经胶质和近端卫星神经胶质、上皮神经胶质、边缘神经胶质6种不同类型的神经胶质。本研究为昆虫神经胶质的类型和功能研究提供理论依据。     

中华蜜蜂视觉系统中神经胶质的组成和胚后发育

神经胶质作为视觉系统的重要成分之一, 对视觉系统的发育及功能起着重要的作用。本研究通过组织解剖观察、 免疫组织化学等技术, 对中华蜜蜂Apis cerana cerana幼虫和蛹的视觉系统中神经胶质的类型和发育过程进行了比较研究。研究表明： 在中华蜜蜂视觉系统中, 根据神经胶质的位置和形态主要分为表面神经胶质、 皮层神经胶质和神经纤维网神经胶质3种类型; 神经胶质主要来源于视柄和视叶中的神经胶质前体中心; 神经胶质细胞数量的增加一方面来自于细胞的迁移, 另一方面来自于神经胶质细胞自身的分裂增殖。本研究为昆虫神经胶质的发育以及功能研究提供理论基础。     

人脑视觉意识的神经机制

意识的存在决定了人类生命的意义.意识问题被认为是21世纪科学要回答的一个最重要问题.意识科学正在成为认知和心理科学的皇冠,成为基础科学的顶峰.近20年来,随着认知科学、心理科学、神经科学和脑成像技术的发展,人们开始通过实验科学地研究意识问题,特别是与视觉意识相关的研究工作取得了很多重要进展.在这篇综述中,我们对以往的视觉意识研究工作进行了总结,并对未来的研究方向进行了展望.     

综述: 人脑视觉意识的神经机制

意识的存在决定了人类生命的意义.意识问题被认为是21世纪科学要回答的一个最重要问题.意识科学正在成为认知和心理科学的皇冠,成为基础科学的顶峰.近20年来,随着认知科学、心理科学、神经科学和脑成像技术的发展,人们开始通过实验科学地研究意识问题,特别是与视觉意识相关的研究工作取得了很多重要进展.在这篇综述中,我们对以往的视觉意识研究工作进行了总结,并对未来的研究方向进行了展望.     

Organization and postembryonic development of glial cells in the visual system of the Chinese honeybee, Apis cerana cerana (Hymenoptera:Apidae )

神经胶质作为视觉系统的重要成分之一,对视觉系统的发育及功能起着重要的作用.本研究通过组织解剖观察、免疫组织化学等技术,对中华蜜蜂Apis cerana cerana幼虫和蛹的视觉系统中神经胶质的类型和发育过程进行了比较研究.研究表明:在中华蜜蜂视觉系统中,根据神经胶质的位置和形态主要分为表面神经胶质、皮层神经胶质和神经纤维网神经胶质3种类型;神经胶质主要来源于视柄和视叶中的神经胶质前体中心;神经胶质细胞数量的增加一方面来自于细胞的迁移,另一方面来自于神经胶质细胞自身的分裂增殖.本研究为昆虫神经胶质的发育以及功能研究提供理论基础.     

精神障碍的神经电生理循证医学证据

寻找客观标记物是精神医学研究最重要的课题之一,近期融合了循证医学的神经电生理研究为此提供了重要的途径,并取得了较为可观的研究成果,然而现有的研究结果仍然存在较多争议,难以取得一致共识.本文全面总结和归纳了结合以元分析(meta-analysis)为代表的循证医学方法和以脑电图(electroencephalography)为代表的神经电生理技术的精神障碍相关脑电研究成果,将事件相关电位划分为早期和晚期成分,并结合定量EEG分析,从感知加工、认知控制、情绪反应和社会认知等不同认知过程出发,系统分析和评述了精神障碍患者及高危人群的神经认知功能异常情况.我们发现:精神分裂症患者存在从早期到晚期的各种感知、情感和社会认知方面的缺陷,注意缺陷/多动障碍(ADHD)患者存在从早期到晚期的认知控制缺陷,焦虑和强迫障碍患者则存在早期的认知控制缺陷,而孤独症谱系障碍(ASD)患者则存在早期的感知加工和社会认知缺陷.此外,反映注意资源分配和认知加工速度的P300异常特征跨越了多个诊断类型,这表明该脑电成分可能反映了精神障碍的一般性认知缺陷.未来研究可利用多中心大样本数据库探寻精神疾病的神经电生理客观标记物,并融合先进的多模态精神影像技术和机器学习等人工智能方法,进一步增强精神障碍生物标记物的可靠性和有效性.     

基于维纳去卷积技术的两事件及多事件相关电位成份分解

在用事件相关电位研究与特定事件相关的脑活动时,由于实验过程中可能引入两个或多个事件(例如刺激和行为反应),导致叠加平均过程中真实的事件相关成份产生相互交叠。针对Zhang在1998年提出的两个事件相关成份分解算法中存在的病态问题,作者首先将维纳去卷积技术从一维线性系统的处理扩展到二维或多维线性系统的处理,其次应用维纳去卷积技术控制噪声成份对分解结果的影响,并推广维纳去卷积算法到三事件以及多事件相关成份分解。与传统的Tikhonov正则化方法比较,仿真实验结果表明,采用维纳去卷积技术能很好地恢复真实的仿真信号。最后将此算法应用于真实的实验数据,结果表明新算法得到的结果能更真实地反映大脑在处理相关事件时的脑活动过程。     

苦皮藤素Ⅳ和Ⅴ混合物对果蝇幼虫神经肌肉兴奋性接点电位的影响

利用细胞内微电极记录技术研究了杀虫植物苦皮藤Celastrus angulatus Max.中麻醉成分苦皮藤素Ⅳ和毒杀成分苦皮藤素Ⅴ混合物对果蝇Drosophila melanogaster 3龄幼虫腹纵肌神经肌肉兴奋性接点电位（EJPs）的作用。结果表明,苦皮藤素Ⅳ比例较高（Ⅳ∶Ⅴ= 3∶1）时对EJPs的影响与单用苦皮藤素Ⅳ差不多,而苦皮藤素Ⅴ比例较高（Ⅳ∶Ⅴ= 1∶1和1∶3）时可使EJPs阻断时间明显延长。根据以上结果初步认为,虽然苦皮藤素Ⅳ和Ⅴ单独对EJPs的阻断作用基本相似,但它们对突触谷氨酸受体通道的影响存在明显差异。     

《科学》：研究揭示三类抗生素潜在杀伤机制

近日来自麻省理工学院和波士顿大学的研究人员揭开了三类主要的抗生素潜在的杀伤机制：药物生成了一些破坏性分子，通过一连串细胞事件对细胞DNA造成了致命性的损伤。相关论文发表在4月20日的《科学》（Science）杂志上。     

汉字识别的跨感觉通路ERP注意成分研究

采用提高非注意纯度的“跨通路延迟反应”实验模式 ,观察汉字形音判断的跨通路事件相关电位 (ERP) ,研究N1和早期注意成分 (Nd1 ) .被试为 1 5名青年正常人 .结果发现 ,N1在头皮上的分布存在明显的通路间差异 :既与非语言实验结果不同 ,也与英语实验结果不同 ,可能反映出汉字加工的脑机制特征 .注意加工部位随语言 /非语言、听觉 /视觉通路、偏差刺激 /标准刺激 3种条件的不同而变化 ,具有可塑性 .早期注意效应发生在刺激本身诱发的外源性成分之前 ,支持注意的早期选择学说 .根据N1与Nd1的关系 ,支持注意使N1增大者不是外源性成分 ,而是重叠于外源性成分中的内源性成分的观点     

意识障碍诊断评估及无创精准治疗

由于意识障碍的病因复杂，个体差异较大，对这类患者的诊断和治疗仍存在较多问题。近年来电生理技术、影像学和精准治疗技术的不断发展使得意识障碍的相关研究取得了诸多实质性进展，包括识别患者残余意识、解释意识恢复的生物学机制以及精准治疗技术对受损神经通路的重建等。本文回顾了意识障碍的诊断评估及无创精准治疗的研究进展，并讨论了新兴技术手段在检测意识水平和预测意识恢复方面的重要作用，提出了该领域目前研究存在的不足之处。期望对相关的研究人员具有一定的指导意义。     

幼年斑马鱼的视觉系统与捕食行为

神经环路的研究是揭示动物行为神经机制的关键。斑马鱼作为一种低等脊椎动物, 在神经环路的研究中有着独特优势。文章描述了斑马鱼视觉系统及其下游的神经环路, 重点讨论了它们在捕食行为中的可能作用。斑马鱼捕食行为主要依赖于视觉功能, 该过程涉及到视觉-运动通路各个层次的神经环路, 包括下游的网状脊髓命令神经元、脊髓内部的运动控制环路以及一些亟待研究的功能单元。随着在体记录和操纵神经元活动技术的成熟, 以及行为学范式的完善, 对斑马鱼捕食行为相关神经环路的研究将在未来数年内迅速发展, 同时也将推动神经科学相关研究的进步。     

基于事件相关电位P300的动物认知研究进展

P300是事件相关电位中被广泛用于研究正常人、患者和动物认知加工及其脑机制的重要电生理指标。本文就其起源、影响因素和动物类P300的研究进展进行了综述,详细论述了各动物在视觉、听觉和触觉等不同模态下的类P300的主要结论,及P300在人类和动物之间的异同,并分析了导致差异的原因。最后对研究的不足之处提出了可能的解决方案,并对基于P300的动物认知研究方向进行了展望。