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脑电图 EEG

脑内神经元的电活动使头皮电位变化,EEG 信号就是这种电位变化

事件相关电位技术 ERP

特定事件发生时产生的电位变化称为 ERP 信号,这种信号幅度小并难以从背景中区分。 所以就让事件重复发生,记录每次事件发生时的 EEG 信号,叠加平均后得到 ERP 信号

刺激:来自扬声器的声音
事件:大脑接收刺激

ERP 成分

早、中期信号波幅较小,表示神经信号从感受器传导至大脑皮层的过程,不同的波分别对应大脑结构的神经活动

晚期信号是与事件相关的,但由于 EEG 信号只表示头皮电位变化, 特定区域的大脑皮层会进一步把信号传递给其他区域皮层,引发广泛的头皮电位变化,所以很难将晚期成分定位到具体的脑区

波形测量方法

源定位分析

定位:从头皮电位数据推断出脑内具体的电信号源位置

  • 逆向偶极子建模

    在头模型内部加入偶极子(电信号源)模拟人脑内部电活动,将模拟的头皮电位分布与实际数据比较

实验范式

  • Odball
  • Go-Nogo

功能性磁共振成像 fMRI

脑成像技术通过测量神经元的新陈代谢变化来探测脑神经活动。

正电子发射断层扫描 PET

为了测量局部脑血流变化,需要事先为血液注入同位素(15O
同位素衰变会发射正电子,正电子与电子湮灭产生 2 个方向相反的光子(γ射线),将被仪器探测

原理

fMRI 通过测量脑血流变化判断哪个脑区较活跃,其测量指标是:

BOLD=NN

这种方法的实现得益于脱氧血红蛋白对磁场更敏感(顺磁性)

刺激呈现后会有一个迅速的下降(神经活动导致耗氧量增加),随后开始上升(血流增加)
血液调控总是更慢一步,这使得 fMRI 的时间分辨率不如 ERP

实验设计

灰度阈值化区域分割技术