非空间注意选择过程真相

广泛脑认知研究的实验基础,是让被试对突现的项目按指令进行认知作业,这其中隐含着一个基本假设在那种实验条件下大脑的认知过程和真实世界情况中大脑的认知过程是一致的.我们提供的证据与此相反由对突现视觉特征注意作业诱发的事件相关脑电位(ERPs)揭示的脑认知过程,与相应于接近自然方式呈现的视觉特征的同类脑认知过程,有着本质的不同.这提示,现今实验模式下的许多视觉注意研究和结论,需要重新评估.     

与选择性注意字符的细微结构相关的早内源性成分

在模拟人类自然阅读的方式下，研究了大脑对字符的细微结构进行选择性注意作业时的事件相关脑电位，获得了分布在Ｎ１位置及附近时域的与大脑认知过程直接相关的较早内源性成分，对Ｐ３００的心理学含义有了进一步的了解。     

一种纯内源性成分的事件相关脑电位

闪现刺激物诱发的视觉事件相关脑电位（ＥＲＰｓ）中，只有那些分布在较晚时域中的波，例如Ｐ３００、Ｎ４００等，内源性成分占优势，并与大脑的认知活动建立了较确切联系。本文报告一种模拟人类自然阅读时的事件相关脑电位（ＩＮＲ－ＥＲＰｓ），这种ＩＮＲ－ＥＲＰｓ的开矿学特征，不受注意的自动俘获效应的影响，不论是较晚还是较早时域中的波，都几乎是纯内源性的，并显示出了明显的心理学含义，我们还发现：对于同样的认知作业     

睡眠剥夺对脑认知和脑电复杂性的影响

为研究睡眠对大脑功能的影响，考察了正常睡眠与睡眠剥夺情况下脑认知能力的变化，分析了两种状态下自发脑电和事件相关电位复杂性的差异．通过事件相关电位P300的潜伏期与幅度反映不同状态下的脑认知能力，采用小波熵方法分析其复杂性．实验采用数字脑电图仪记录19导脑电信号，用OB序列诱发视觉事件相关电位．结果发现，睡眠剥夺组的靶刺激反应时间明显增长，而P300幅度显著降低、潜伏期明显增加；小波熵分析结果表明，与正常睡眠组比较，睡眠剥夺组自发脑电的256点小波熵和事件相关电位的32点小波熵均值都显著降低．故得出结论：睡眠剥夺对人的认知和脑电复杂性均产生了负向影响．因此，睡眠对维持大脑的功能具有重要作用．     

视觉监控警戒的脑电波普功率变异初步研究

目的旨在探索视觉监控警戒过程的大脑活动主要区域和大脑信息加工过程中的疲劳现象与脑电波普变异的关系。方法采用计算机模拟监控警戒作业80min实验。结果 (1)执行监控过程的脑电活动以高频段的β波活动为主,出现13Hz以下的低频段波活动减弱或抑制;(2)执行监控之后使得优势频率(重心频率)向低频段移动,表明疲劳程度增加;(3)P4区域是监控过程中活动最强的区域,实验后的疲劳程度最大,O2、O1、P3和FP1区域也出现疲劳现象,在监控作业进行80min之后的睁眼时,在O1、O2、P3、P4出现5~7Hz的θ波活动占优势。O2、O1和P3、P4是视觉监控作业信息加工的主要区域,FP1与眼睛活动有关。结论视觉监控警戒过程的脑信息加工区域和脑电波普变异有关联,脑电监测方法有助于研究警戒作业的脑力活动的工作负荷。     

基于BCI技术的脑电生物反馈治疗系统

儿童学龄期的常见病症之一。我国约有1500万患者。患者表现有：上课写作业时难以集中精力。易受外界干扰，多动等。严重影响患者智力发育和心理健康。脑电生物反馈技术是治疗ADHD的有效方法。原理可概括为图中所示的循环训练：患者在训练过程中可以及时了鼹自己的集中状态并做出调整，使大脑主动的保持注意力集中．实现了对大脑”注意”功能的训练。该系统脑电采集通路。由一导变三导。信息更全面，并用小波包分解法去除眼电干扰，脑电能量判定注意状态。     

心算任务下脑电信息传输

通过计算多导脑电的互信息传输时间序列的复杂度,研究了心算任务和安静状态下不同认知水平的对象脑电特异表现.结果表明,不同的实验状态、不同认知能力的被试者以及大脑的不同部位均可对互信息复杂度产生显著影响.抑郁症在心算任务下的互信息传输复杂度显著低于（P<0.001）安静闭目状态下的复杂度,而正常对照组虽然在心算任务下的脑电互信息传输复杂度也较安静闭目状态时有所下降,但不具有统计意义.据此推测,完成认知作业时的脑电互信息复杂度在一定程度上反映了认知水平的不同.     

睡眠剥夺影响大脑功能区状态的非线性评价

采用近似熵研究睡眠剥夺（sleep deprivation，SD）对脑认知功能的影响，评价SD引起的大脑功能区状态的非线性变化．12名受试者在正常睡眠和一夜SD之后分别接受视觉注意力测试，记录自发脑电和诱发脑电，采用二维插值构建19导脑电近似熵脑信息图（brain information map，BIM）．结果表明，在SD状态下，自发脑电的近似熵在全脑范围内有不同程度的下降，额叶处大脑偏侧性发生变化，复杂度的中心从左脑转移到右脑；前额叶处诱发脑电近似熵值降低，而顶叶和颞叶处则升高．脑电近似熵可以作为指标来评价SD对脑认知功能的负向影响，BIM的变化趋势与从生理学及影像学角度的分析相吻合，与线性方法的研究结论一致，在一定程度上可以反映大脑功能状态，提供一条评价脑功能区状态变化趋势的思路．     

大脑皮层对飞机飞越噪声的认知机制

为了研究人类大脑皮层对飞机飞越噪声的表达机制,采用功能磁共振成像(fMRI)技术,选择25例正常健康受试者,观察在飞机飞越噪声刺激时大脑功能区的激活情况,通过对数据进行统计学处理以及脑功能区定位,结果表明:25例受试者在飞机飞越噪声刺激时大脑显著激活了视觉联合皮层、前额叶皮层、初级运动皮层以及与认知记忆相关的脑区等.飞机飞越噪声刺激下,大脑皮层听觉区域不仅参与了听觉处理,可能还涉及消极情绪、认知、注意、记忆等区域反应.     

孤独症脑调控康复与效果评估研究?

基于新兴脑调控技术,针对孤独症核心异常,对将重复经颅磁刺激(repetitive transcranial magnetic atimulation,rTMS)和神经反馈技术(neurofeedback,NFB)应用于孤独症康复的作用机制和效果进行了深入研究.首先利用视觉认知任务,结合量化脑电(qEEG)分析方法,对与高级认知机制密切相关的皮层Gamma脑电节律在孤独症组和正常组之间进行比较和分析,进一步开展rTMS调控Gamma节律的效果和机制研究;同时,利用ERP视觉实验任务,对孤独症组和正常组的视觉认知机制进行比较研究,并在此基础上开展利用rTMS调控孤独症视觉认知机制的研究;基于孤独症存在脑电Gamma节律异常的这一特征,本文进一步开展了以"40Hz Gamma"脑电信号为操作条件的孤独症神经反馈干预研究.通过设置神经反馈(NFB)方案,来训练孤独症被试对Gamma节律脑电活动的自我控制和调节能力,通过强化和维持Gamma节律脑电活动来改善孤独症的高级认知功能.研究结果表明,rTMS和NFB能够以无损伤的方式,实现对孤独症异常认知和生理机制的调控,改善孤独症异常脑功能,进而减少孤独症的行为异常.     

不同工作载荷下的警示性图标认知机理

采用工作载荷范式研究警示性图标在不同工作载荷下的认知机理,以及视觉突显性与图形语义信息对警示性图标认知的作用.首先进行了有语义图标实验,以检验具有语义信息的警示性图标在高低知觉负载下的注意捕获效应,结果表明,在高、低工作载荷下警示性图标都比普通图标具有加工优先性,但与任务无关的警示性图标在高、低工作载荷下的注意捕获能力没有显著差异,说明警示性图标能够自动获取注意系统的加工.为分离突显性视觉特征与语义信息2个因素对实验结果的影响,进行了无语义图标实验,将警示性图标转换为具有突显性但无语义信息的转置图标,发现警示性图标在高工作载荷下的注意捕获效应显著小于低工作载荷,即工作载荷能够显著调节其注意捕获能力,说明警示性图标在有语义图标实验中的注意捕获效应应归因于其本身携带的语义信息.本研究证实语义明确的警示性图标能够被注意系统自动捕获,图形语义信息在其中起到关键性作用,突显性的视觉特征也会增加警示性图标的注意捕获效应.     

思维脑电信号的关联维数分析

采用G-P算法计算了5种不同心理作业下的思维脑电信号的关联维数。计算结果表明:对同一个电极上的脑电数据而言,心算乘法和想象几何图形旋转这两种心理作业下平均关联维数的值比较大。这说明当大脑进行心算乘法和想象几何图形旋转时,大脑皮层神经元的活动加剧,导致脑电信号变的复杂。此外,每种心理实验作业下电极01、02处脑电信号关联维数值均较大,表明枕区皮层神经元相对于大脑皮层其他部位的神经元始终处于比较活跃的状态。     

立体视觉深度认知机理研究

人类所具有无限的认知能力 ,是一个远未理解的难题 ,现尚缺乏生理学数据。将立体视觉与认知结合 ,采用电生理方法 ,研究大脑对外部刺激产生的认知响应。通过研究者作为部分受试者参与实验的全过程 ,感受外部刺激产生完整认知响应的细节 ,切身感受形成稳定的认识知具有鲁棒性。结果表明 ,认知是一个多因素动态过程 ;用单因素诱发 ,获得高级视皮层认知特征响应新的N2波 ,并经非线性复杂性计算证实     

酗酒者认知脑电能量的头皮分布

为了理解酗酒对大脑功能的影响,已有研究多数是对被试者的脑电各节律特性分别进行分析,而缺乏分布特性研究.通过3种不同类型的实验,对酗酒者和正常对照组的脑电节律能量的头皮分布进行深入分析.结果表明,在3种不同认知任务下,酗酒者的α节律、δ节律和θ节律在枕区的能量都显著低于正常对照组;而酗酒者脑电β和γ节律在额区与颞区的能量显著高于正常对照组.不同的实验任务对各节律影响也不尽相同.α节律随着任务的不同,能量大小发生变化;枕区的θ节律、额区和颞区的δ节律能量分布在不同任务条件下也各不相同;而β能量则不受实验任务的影响.不同实验类型下酗酒者额区的脑电γ能量有所不同,而正常人却没有显著变化.因此慢波节律在不同区域能量的降低和快波节律在不同脑区能量的增加可能表明酒精长期作用会对大脑造成一定程度的损伤,进而影响大脑的认知过程,而且这种影响还通过皮层电活动头皮分布特性的不同得以体现.     

顶叶损伤、视觉忽视与注意的认知神经科学

注意的认知与神经机制是当前认知神经科学的一个中心课题，顶叶损伤可导致视觉忽视，对视觉忽视进行认知神经心理学角度的系统研究，不仅能为检验认知心理学有关注意的一般理论提供证据，从而限制这些理论，而且有助于揭示视觉注意的神经机制。     

视觉诱发事件相关脑电位实验装置的研制

介绍了自制的利用微机和４４００信号处理装置 成的视觉发事件相关脑电位的实验装置，它具有实验模式和作业信息调整方便，数据采集精度高的特点，并且克服了４４００信号处理系统依靠２输入信号本身触发且仅能进行单点采集的缺点，在视觉，诱发事件脑电位的实验研究中取得了满意的效果。     

基于特征推理的图标搜索特性实验研究

采用视觉搜索实验范式,通过行为和眼动追踪数据揭示了基于形状相似、功能关联和语义匹配特征3类推理条件的图标搜索特性,通过方差分析法比较了不同特征推理条件对各测量指标的影响.实验结果表明:形状相似性引导下的目标搜索时间以及对于各搜索项目的平均注视时间均最短,所消耗的认知资源最少,无需深度信息加工即可进行目标识别;基于功能关联性的图标搜索过程中注意资源分配最广;而语义词引导下的目标搜索正确率最高.基于形状相似性和功能关联性特征推理条件下的视觉搜索行为可简化为搜索项目与启动图标之间的模式匹配以及功能层级隶属关系判断过程;以语义词为启动特征的视觉搜索首先需经过语义词特征的图形化过程,再对搜索项进行匹配判断.3类搜索情境中均存在自上而下的信息加工特征.研究结果为人机界面中图标设计提供了理论指导.     

视觉通道的信息处理：Ⅱ.数值仿真实验

根据视觉信息处理的同步振荡－同态滤波模型进行了数值仿真实验，结果表明该模型能较好地反映视觉通道信息加工的基本过程与整体性质，初步解释了视觉信息加工过程中，从视网膜投射到大脑以层视区的图象增强了特征，减少了冗余度，降低了噪声；视觉信息的整合过程本质上是多尺度或多分辨的子波变换过程，加深了对视觉信息处理机制的了解。     

视觉搜索中图标布局的影响机理

采用视觉搜索范式，研究图标视觉特征及数量变化对图标布局认知绩效的影响.实验表明，当图标数量N=6时，仅图标视觉特征主效应显著，布局方式对搜索速度无显著影响，图标视觉特征是认知绩效的主要影响因素;当图标数量N=15时，仅图标布局方式主效应显著，横向排列搜索速度最快.通过图标数量的连续性变化实验发现，图标数量超过10个，横向排列反应时显著低于纵向排列，两者错误率无显著差异;随着图形面板 L_○长度 / S_○宽度比值的降低，两者平均反应时差距逐渐缩小，趋于一致.研究表明，图标数量的变化对布局方式和视觉特征的认知绩效产生显著影响.     

基于P300的脑-机接口: 视觉刺激强度对性能的影响

脑-机接口(BCI)是大脑与外部世界直接的交流通道.为了研究视觉刺激强度对基于P300的脑-机接口性能的影响,设计并实现了一种基于5个选择oddball的P300诱发电位范式的脑-机接口系统,并在此系统中研究2种不同强度下视觉刺激(高强度和低强度)下脑-机接口的信息传输率差异.9名受试者参加了实验,每位受试者在高低2种强度视觉刺激下各采集40组数据,数据在预处理后使用支持向量机进行分类,最终的目标识别率分别为84%和81%.平均波形表明在所设计的范式下2种强度视觉刺激均可以诱发出稳健的P300电位,离线分析表明高强度视觉刺激下平均信息传输率可以达到4.9 bit/min, 而低强度视觉刺激下为 4.5 bit/min.