人手腕部振动强度触觉感知的短时记忆特性

本文设计了一个回忆性实验和一个再认性实验,使用自行研制的振动触觉表达装置作为实验平台,研究了人手腕部的振动强度触觉感知短时记忆特性。首先通过回忆性实验确定了人手腕部的振动强度触觉感知平均记忆容量(简称振动强度记忆容量),然后在记忆容量范围内又进行了再认性实验,对人手腕部的振动触觉再认正确率和反应时进行了数据分析。通过实验,我们得到人手腕部振动强度触觉感知相关的5个重要特性:(1)振动强度记忆容量为3±1;(2)振动触觉刺激的振动强度离散间隔越大,振动强度记忆容量就越大;(3)振动强度记忆容量具有显著的性别差异;(4)振动触觉短时记忆信息的提取是逐个比较的遍历扫描过程;(5)触觉感知再认正确率和反应时表现均远逊于视觉和听觉。这些实验结果有助于充分了解人体的触觉感知特性,是振动触觉表达编码方案的重要设计依据。     

人手指柔性触觉感知的记忆特性

触觉再现技术是当前虚拟现实和远程操作机器人领域的前沿,而柔性触觉则是其重要的研究内容。触觉再现接口的设计需要充分研究人手的触觉感知特性。本文在柔性触觉装置上研究了人手指柔性触觉记忆特性。先通过回忆性实验确定人手指的柔性触觉记忆容量,在记忆容量范围内又进行了再认性实验,对人手指的柔性触觉记忆反应时间进行分析。本实验方法简单有效,得出的结论不仅可以用来改进触觉再现装置的设计,而且为触觉再现技术的研究提供了生理学依据。     

小五与大二学生关联性记忆错觉的对比研究

目的:本研究采用DRM范式(Deese-Roediger-McDermott paradigm),考察了关联性记忆错觉的年龄效应.方法:采用2(年级)×3(项目类型)实验设计进行实验.结果:结果发现:①大学二年级被试学习项目的正确再认率和关键诱饵的虚假再认率差异不显著;小学五年级被试学习项目的正确再认率和关健诱饵的虚假再认率差异显著;②大学二年级和小学五年级在学习项目的正确再认率上差异不显著,在关键诱饵的虚假再认率和未学过词的错误再认率上差异显著.结论:在经典的DRM范式下,关联性记忆错觉存在着年龄差异,并且有随着年龄的增长而增长的趋势.     

楝星天牛胸部摩擦和鞘翅振动发声及其声学特性的研究*

楝星天牛Anoplophora horsfieldi(Hope)成虫可借两种不同的方式发声： 1.胸部摩擦发声;2.鞘翊振动发声。胸部摩擦发声可连续进行,具有抗拒敌害和种内通讯的生物学意义;鞘翅振动发声为断续产生,受外界刺激而诱发,主要与抗拒敌害有关。测定表明,胸部摩擦声由多个音组连续组成,每一音组的持续时间为1100-1 6000ms,依次由抬头声音节(持续384±22ms,含有250-350个脉冲列)、间隔1(270-600ms)、低头声音节(382±16ms,250-350个脉冲列)和间隔2(80-360ms)组成。 抬头声音节的功率谱由基本音及其分音组成,基本音为信号能量的主要部分,其主峰频率为742±30Hz(雄)和603±34HZ(雌)。鞘翅振动声由间隔不等的,7-9个脉冲列组成,脉冲列的振幅较大、频率较高,持续约7-10ms。功率谱图上虽然脉冲列的频率分布于0-3100Hz,但能量主要集中在850-1050Hz内。与胸部摩擦声相比,鞘翅振动声的能量更高、释放更突然,是一种更为有效的拒敌性行为。     

低强度振动载荷刺激对于三维多孔钛合金内成骨细胞粘附和增殖的影响

目的:探究低强度振动载荷刺激对于三维多孔钛合金(porous titanium,pTi)内兔成骨细胞(osteoblasts,OB)粘附和增殖的影响,以期为临床振动载荷协同pTi治疗骨缺损提供重要的实验依据。方法:原代分离培养1日龄新生新西兰兔颅盖骨OB,待传至第3~6代以5×104/mL密度植入pTi中,随机分为振动组和对照组。振动组在5%CO2、37℃温度环境下进行3天低强度振动载荷(0.5 g,30 Hz)刺激,每天1 h;对照组放置在无载荷的振动平台上,分别采用DAPI核染色法和MTT法评价OB在p Ti中的粘附和增殖情况。结果:在振动载荷刺激下,每个视野下OB细胞在pTi上的粘附数量14±3个,对照组粘附数量6±2个,粘附能力显著增强(P0.05);在振动载荷刺激下,pTi上的OB细胞增殖吸光度为36.5%±0.8%,对照组吸光度为34%±1%,细胞增殖能力得到了显著促进(P0.05)。结论:低强度振动载荷刺激对于提高pTi中的OB细胞生物学活性具有促进作用,本研究为下一步系统探索振动载荷协同pTi对于骨缺损的修复效果奠定了基础。     

持续电刺激家兔包钦格复合体膈神经放电的观察

目的观察长时持续电刺激家兔Btzinger复合体(Bt.C)对膈神经放电的影响。方法采用10～50μA,40～100Hz,波宽0.3ms的刺激参数,对30只家兔Bt.C进行15～30s的刺激。结果刺激期间,出现膈神经放电的抑制或“切断”,即吸气相减弱或消失;随刺激强度和频率的增加,膈神经放电被抑制的程度逐渐增强;刺激Bt.C所致的吸气抑制存在“习惯化”现象,表现为一定刺激范围内,随刺激时间的延长,膈神经放电积分幅度呈“阶梯”状逐步上升;停止刺激后出现膈神经放电的“反弹”,主要表现为放电幅度明显升高,而后逐渐恢复正常;膈神经放电的“习惯化”具有一定的短时记忆效应。结论非联合性学习和记忆形式存在于Bt.C对呼吸的调节中,与Bt.C有关的神经元突触在功能上具有一定的可塑性。     

培养海马神经元网络对刺激位置的群体编码

目的:探讨培养的海马神经元网络对外界刺激信息的群体编码机制.方法:本文利用多电极阵列对培养海马神经元网络进行多位点刺激及同步记录,运用线性统计方法分析网络中各点对刺激的响应规律,以及聚类算法分辨网络对不同位置刺激的响应.结果:各记录位点在刺激后100ms内的响应放电频率与距刺激点的空间距离线性无关、与记录/刺激位点的自发活动相关系数呈弱线性相关,与刺激前100ms内的自发放电频率呈线性关系.进一步实验结果表明刺激不同位点时自发放电频率与响应放电频率线性关系的斜率和截距不同.不同位点刺激时的自发-响应数据能够通过聚类进行区分,并且自发-响应放电频率的线性相关系数越大分类的正确率越高.药理实验结果表明,该线性相关系数在APV阻断NMDA受体后减小,而在CNQX阻断AMPA受体后相关系数增大.结论:培养的海马神经元网络中的神经元对刺激的响应放电频率与其自发放电频率线性相关,该群体响应特征可以用来实现对刺激位置的编码,并且NMDA受体的存在是维系该群体响应特征的因素之一.     

朝向和对比度同时快速变化条件下的分辨能力

在自然的视觉中,投射到视网膜上的视觉图像总是在不停地变化,而人类的感知系统依然可以准确高效地识别物体.因此,人类的感知系统有相应的快速处理机制以应对这种动态变化．然而,前人的实验都是在相对稳定的刺激条件下研究人类被试的感知系统对一个刺激参数的反应,比如在固定对比度下测试朝向分辨能力,或在固定朝向测定对比度分辨能力,而朝向和对比度同时变化时,人类对这两个参数的分辨能力仍然缺乏研究．因此,在本实验中,我们使用朝向和对比度同时变化的刺激,研究了人类被试对朝向和对比度的分辨能力．结果表明,在这种动态变化的条件下,被试对朝向和对比度的分辨阈值都有显著性的降低．而且,朝向分辨阈值降低的幅度与在固定对比度参数条件下的分辨阈值成负相关,即在固定对比度条件下朝向分辨阈值较高的被试,在朝向和对比度同时变化条件下,其朝向分辨阈值降低的幅度相对要大,朝向分辨能力也就相对地提高更大．对比度分辨能力也呈现同样的规律．这些结果说明,朝向和对比度的同时变化提高了被试对朝向和对比度的分辨能力,一个参数变化时其分辨能力越低的被试,两个参数变化时其分辨能力提高的幅度就越大．揭示了视觉系统处理这种多刺激参量信息变化的能力和机制,对人类视觉系统在真实的视觉过程中如何处理朝向和对比度信息提供了认识．     

扣带皮层前部对丘脑腹侧基底核触觉神经元ON-OFF反应的易化性影响

实验在41只氨基甲酸乙酯(25%)麻醉的SD雄性大鼠上进行. 采用细胞外微电极记录的方法, 首先观察了大鼠丘脑腹侧基底核(ventrobasal thalamus nucleus, VB) ON-OFF神经元的触觉反应特性, 并对不同的ON-OFF反应进行了分型, 分析了ON-OFF反应不同型式与刺激参数之间的关系. 在此基础上, 进一步考察了刺激扣带皮层前部(anterior cingulate cortex, ACC)对ON-OFF神经元触觉反应的影响. 实验发现, ACC的刺激对触觉ON-OFF神经元的OFF反应有易化效应, 表现在降低OFF反应的阈值, 从而改变了反应构型, 或者增加原OFF反应的放电频数. 在关于ON-OFF反应神经元感受野的研究中发现, 扣带皮层前部的兴奋可以使ON-OFF反应神经元感受野边缘的ON反应改变为ON-OFF反应, 从而使其对感受野内刺激物运动的时空信息的编码更为明确, 发现了边缘系统能够对触觉上传信息进行调制.     

鳄蜥的食物识别机制

鳄蜥(Shinisaurus crocodilurus)食物识别机制的研究,对进一步了解鳄蜥的捕食行为和生态学习性有重要意义。使用棉棒分别沾上去离子水、香水、黄粉虫(Tenebriomolitor L.)和蚯蚓(Pheretima sp.)的气味(蚯蚓和黄粉虫处死后绞碎以便于棉花棒蘸上),观察11只鳄蜥对4种化学刺激的反应,每个个体对每种刺激均进行24次实验重复。实验结果显示：鳄蜥对4种刺激均有反应,对黄粉虫和蚯蚓刺激的舔舌次数显著高于香水和去离子水的舔舌次数(Wilcoxon test,所有P<0.001),表明鳄蜥能检测以及识别控制刺激和食物刺激。再又对鳄蜥进行4种处理实验：(A)空白对照;(B)蚯蚓气味;(C)密封着的活蚯蚓;(D)活蚯蚓。每个个体每种处理均进行5次实验。结果显示：鳄蜥在不同处理下的行为持续时间、探究频次和攻击频次有显著差异(Friedman test,所有P<0.001)。鳄蜥在仅有视觉刺激出现的处理C以及既有化学刺激又有视觉刺激的处理D比仅有化学刺激的处理B在持续时间、探究频次和攻击频次上显著要高（所有P<0.001）。在无视觉刺激的条件下,鳄蜥在处理B的行为持续时间以及探究频次均显著高于处理A 的（所有P<0.001）;而在视觉信息相同的条件下,鳄蜥在处理D中仅行为持续时间显著高于处理C（Z=3.95, P<0.001）,而探究频次以及攻击频次无显著差异（前者Z=1.53, P=0.13;后者Z=1.10, P=0.27）。结果表明鳄蜥主要利用视觉捕食,化学感觉有辅助作用。鳄蜥这种食物识别机制可能与捕食模式和种系发生有关,也可能受食物的影响。     

负性情绪与认知执行功能的关系研究

目的:对负性情绪组和正常对照组被试进行认知执行功能测定,探讨负性情绪患者的认知执行功能特征,为临床诊断治疗提供参考.方法:通过贝克抑郁量表和贝克焦虑量表测查被试的抑郁和焦虑程度,并运用认知调控测试、Stroop测试和语词流畅性测试研究所有被试的认知执行功能,比较高负性情绪组和低负性情绪组的认知执行功能特征.结果:(1)低负性情绪组比高负性情绪组在完成AST测验大多数任务操作上速度更快(P＜0.05),错误数更少,且抑郁情绪症状和焦虑情绪症状与完成AST测验所需时间的相关性分别在0.01和0.05的水平上显著;(2)低抑郁组比高抑郁组在完成Stroop任务操作上速度更快(P＜0.01),且难度越大,低负性情绪组与高负性情绪组的成绩差异越明显;(3)低负性情绪组与高负性情绪组在完成VF测验中,除了低焦虑组在正确率指标上不如高焦虑组外,其他成绩都优于高负性情绪组.结论:高负性情绪者的认知执行功能受到不同程度的损伤,任务难度越大,其认知执行功能受损表现越明显.     

大鼠背根节神经元后超极化中Ca2+激活 K+电流的蜂毒明肽敏感成分ⅠAHP

为了明确大鼠背根节(DRG)神经元中存在慢的Ca2+激活K+电流成分,本实验在新鲜分散的DRG神经元胞体上,采用全细胞电压箝技术,给予DRG神经元一定强度的去极化刺激,记录刺激结束后30 ms时的尾电流幅度.结果发现:(1)随着去极化时间从1 ms延长至180 ms时,尾电流幅度由9.3±2.8 pA逐渐增大至64.1±3.4 pA(P＜0.001);(2)当去极化结束后的复极化电位降低时,尾电流幅度先逐渐下降到零,然后改变方向,逆转电位约为-63 mV;(3)细胞外施加500μmol/L Cd2+或细胞内液中施加11 mmol/L EGYA时尾电流明显减小甚至完全消失;(4)尾电流中慢成分的幅度在细胞外给与200 nmol/L蜂毒明肽后,减小了约26.32±3.9%(P＜0.01);(5)细胞外施加10 mmol/L TEA,可明显降低尾电流中的快成分.结果提示,在DRG神经元后超极化中存在Ca2+激活K+电流的蜂毒明肽敏感成分--ⅠAiHP.     

交替呈现随机点立体图对的时间特性

利用微机化的伪随机点立体图对发生器进行双眼体视的心理物理实验,研究交替呈现的随机点体图对(RDS)在达到双眼融合形成立体感知时信息输入的时间特性.实验结果表明,当RDS的交变频率达到4.8Hz以上时就能达到双眼的信息融合产生立体感知,但当交变频率低于62.5Hz时有图形的闪烁感.当交变频率等于62.5Hz时则产生稳定而清晰的立体感知.一幅RDS图对中的L(左)和R(右)图的呈现时间及其之间的交变时间的长短均对双眼的融合和立体感的形成有影响.L和R图的呈现时间和交变时间还存在一定的关系,以立体感形成为条件,如增大一定值的L和R图的呈现时间,则它们之间的交变时间必须相应减小,反之亦然.实验结果提示,双眼立体感知的形成不涉及单眼图象的长时记忆和短时记忆,仅有瞬时的视觉存储.     

SSVEP次谐波的诱发影响因素及其功率变化——建模及实验研究*

稳态视觉诱发电位(steady-state visual evoked potential, SSVEP)在大脑的感知、认知研究中具有广泛应用。目前，对SSVEP次谐波的诱发机制尚未清楚。为此，本文通过视皮层网络模型进行SSVEP次谐波的诱发因素和功率变化的研究；进一步，测试20名受试者的头表SSVEP，对建模仿真结果进行验证。仿真和实验结果表明，刺激频率、刺激强度和噪声强度是影响SSVEP的1/2次谐波诱发和功率变化的三个重要参数。次谐波诱发是三个参数协同作用的结果：（1）在刺激频率和噪声强度相同时，1/2次谐波功率随刺激强度的变化曲线与Sigma函数相似，存在无诱发区、线性增长区和饱和区：在无诱发区，1/2次谐波功率近似为0；在线性增长区，1/2次谐波功率和刺激强度成正比；在饱和区，1/2次谐波功率趋于恒定；（2）在噪声强度相同时，能明显诱发出1/2次谐波的刺激参数区域呈现非线性同步中的阿诺德舌头变化规律，即能诱发1/2次谐波的有效刺激频率范围随刺激强度的增大而增宽；（3）在刺激参数相同时，噪声强度的大小决定了1/2次谐波能否被诱发；噪声强度越大，对1/2次谐波的诱发及功率抑制作用就越强。本文的实验和仿真结果基本一致，说明了模型仿真的可行性。研究结果为理解SSVEP次谐波的产生机制及其有效应用提供有意义的理论和实验依据。     

SSVEP次谐波的诱发因素和功率变化——建模及实验研究

稳态视觉诱发电位(steady-state visual evoked potential,SSVEP)在大脑的感知、认知研究中具有广泛应用.目前,对SSVEP次谐波的诱发机制尚未清楚.为此,本文通过视皮层网络模型进行SSVEP次谐波诱发因素和功率变化的研究;通过测试20名受试者头表SSVEP,对建模仿真结果进行验证.仿真和实验结果表明,刺激频率、刺激强度和噪声强度是影响SSVEP的1/2次谐波诱发和功率变化的3个重要参数.次谐波诱发是3个参数协同作用的结果:a.在刺激频率和噪声强度相同时,1/2次谐波功率随刺激强度的变化曲线与Sigma函数相似,存在无诱发区、线性增长区和饱和区,在无诱发区,1/2次谐波功率近似为0;在线性增长区,1/2次谐波功率和刺激强度成正比;在饱和区,1/2次谐波功率趋于恒定;b.在噪声强度相同时,能明显诱发出1/2次谐波的刺激参数区域呈现非线性同步中的阿诺德舌头变化规律,即能诱发1/2次谐波的有效刺激频率范围随刺激强度的增大而增宽;c.在刺激参数相同时,噪声强度的大小决定了1/2次谐波能否被诱发;噪声强度越大,对1/2次谐波的诱发及功率抑制作用就越强.本文的实验和仿真结果基本一致,说明了模型仿真的可行性.研究结果为理解SSVEP次谐波的产生机制及其有效应用提供有意义的理论和实验依据.     

基于信息熵的新疆降水时空变异特征研究

基于信息熵理论对新疆降水序列的时空变异性进行研究。利用边际熵研究不同时间尺度降水序列的变化特征。利用分配熵和强度熵分别研究降水量和降水天数年内和年代际(10a)分配情况。利用改进的Mann-Kendall趋势检验法分析新疆降水过程不确定性变化趋势。研究表明:(1)新疆降水量与降水天数年内分配不均匀性主要表现为由南向北减小的空间分布特征;(2)新疆不同尺度的降水序列不确定性具有明显空间特征;(3)越降水越稀少的地区,降水量与降水天数变异性就越大。本研究对该区域降水时空变异研究与水资源规划具有重要意义。     

利用正交试验优化建立大鼠条件恐惧记忆模型

目的 利用正交试验,优化建立大鼠条件恐惧记忆模型的最佳实验参数,寻找最佳试验条件。方法利用巴普洛夫条件恐惧原理,建立大鼠条件恐惧记忆模型;采用3因素3水平的正交试验设计,以模型建立24h后大鼠木僵反应时间为指标,观察不同参数条件下恐惧记忆的表达情况,确定最佳试验条件。以优选的实验条件建立条件恐惧记忆模型,并于24h、1周、2周、4周和8周后进行恐惧记忆保持检测。结果 直观分析结果表明,各因素影响能力依次为声音强度=循环次数>电击强度;方差分析结果表明,循环次数对实验结果有显著影响(P<0.05),声音强度和电击强度影响不显著(P>0.05)。确定最优实验条件为:声音75dB,电击0.8mA,循环15次。在模型建立24h和1周时,大鼠恐惧记忆保持良好,与对照组比较差异有显著性(P<0.001和P<0.05);第2周后恐惧记忆逐渐消退,与对照组比较差异无显著性(P>0.05)。结论 本实验明确了大鼠条件恐惧记忆模型影响因素的主次,优化了实验条件,为模型的标准化、规范化及后续研究提供了可借鉴的实验的依据。     

小鼠初级听皮质神经元的强度调谐特性与机制分析

强度是声音的基本参数之一,听神经元的强度调谐在听觉信息处理方面具有重要意义．以往研究发现γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid, GABA)能抑制性输入在强度调谐的形成过程中起重要作用,但对抑制性输入与局部神经回路之间的关系并不清楚．本实验通过在体细胞外电生理记录和神经药理学方法,分析了小鼠初级听皮质神经元的强度调谐特性,结果显示：单调型神经元在声刺激强度自中等强度增高时潜伏期缩短(P < 0.05)且发放持续时间延长(P < 0.05),非单调型神经元在声刺激强度自最佳强度增高时潜伏期不变且发放持续时间缩短(P < 0.01)．注射GABA能阻断剂荷包牡丹碱(bicuculline, Bic)后,39.3%的神经元强度调谐类型不变,42.9%的神经元非单调性减弱,17.9%的神经元非单调性增强．表明GABA能抑制并非是形成非单调性的唯一因素,兴奋性输入本身的非单调性和高阈值非GABA能抑制的激活也可能在其中发挥作用．推测由兴奋性和抑制性输入所构成的局部神经功能回路及其整合决定了听皮质神经元的强度调谐特性．     

光照对麻醉大鼠海马节律的影响

目的:研究光照刺激对麻醉大鼠海马节律的影响。方法:对乌拉坦麻醉大鼠,在海马中植入电极,通过神经信号放大器记录场电位。重复对大鼠进行视觉刺激,刺激10s,并给予20s的恢复期。与经典掐尾实验进行对比。结果:乌拉坦麻醉大鼠的掐尾实验能够将海马场电位从"大不规则波"(LIA)变成theta波。LIA到theta的转变通常只需1s,掐尾结束后3s后theta返回LIA。光刺激造成了在5-8s后LIA消失,光刺激撤离后4-6sLIA返回,并没有引发theta。结论:本文结果提示视觉通路与触觉通路有不同的优先级和行为特性。     

双耳条件下超前声对人分辨滞后声强度的影响

在复杂声环境中,对声音强度的分辨是听觉系统对声音信号精确处理的重要功能之一.到目前为止,有关人对声音强度分辨的研究都是在单耳条件下进行的,然而,正常条件下人都是利用双耳感知强度和方位变化的声音.以人对声刺激强度的最小可察觉差异(just noticeable difference,JND)为强度分辨阈值的指标,观察双耳条件下超前声对人分辨滞后声强度的影响.实验在封闭声场中进行,声刺激强度和空间方位的控制是通过改变双耳平均声压(average binaural level,ABL)和双耳声压差(interaural level difference,ILD)来模拟的.实验结果表明,与安静条件下人对声刺激强度的分辨阈值相比,低强度的超前声对人分辨滞后声强度的阈值无显著影响,而中等及以上强度(ABL大于或等于40 dB)的超前声可提高人分辨滞后声强度的阈值,阈值的提高随超前声强度的增加呈单调增大的趋势.当超前声强度一定时,超前声对人分辨滞后声强度的影响随滞后声强度的增加而衰减,对分辨较高强度的滞后声的阈值影响不显著,该结果与单耳的研究结果有明显差异.实验未发现超前声和滞后声ILD的相对改变对人探测滞后声强度变化的阈值有显著影响.