电刺激大壁虎（Gekko gecko）中脑诱导转向运动的研究

为探索大壁虎运动行为脑功能基础和人工诱导的可能性,用不锈钢微电极对头部固定状态下浅麻醉的大壁虎（Gekko gecko,n=20）中脑脑区施以生理范围内的电刺激．发现中脑被盖区域在电刺激下可诱导出大壁虎脊柱侧弯和四肢动（外伸、内收、抬腿迈步等动作）等一系列多肌群参与的复杂运动行为;根据急性实验结果,通过在中脑被盖特定脑区植入金属微电极对术后恢复一周的清醒状态下的大壁虎（n=20）脑区施加电刺激信号,可成功地诱导出左、右转向的运动行为．该结果发现大壁虎中脑与运动行为密切相关,而且通过刺激脑内相关的核团可能实现对大壁虎部分运动行为的人工诱导．这为大壁虎运动的人工制导提供了有益的信息．     

基于低频段光诱发的EEG和fMRI同步化特性分析

采用脑电和功能磁共振成像同步技术,研究低频段光(θ波段)诱发的脑电信号及脑局部激活分布的同步化特性,旨在探索脑功能激活区和脑电相关区域存在可能关联.通过定量分析志愿者脑电θ波在刺激与静息2种状态下的功率谱,研究发现θ波功率在枕部(O2)、顶部(P4)、中央(C3)和颞部(T6)等区域均有较明显的增强.通过分析光刺激前后fMRI扫描图像序列,由Fixed effects模型分析发现志愿者枕叶(-3.42,-92.98,-4.77)、后扣带回(-8.00,-65.72,11.17)有较明显正激活,前额叶(7.97,42.21,39.63)、顶叶(-8.00,-54.36,49.87)、颞叶(-39.84,3.59,-22.98)、中脑(-3.42,-25.95,-7.04)等有明显的负激活.对EEG与fMRI信息的同步化特性初步分析表明光刺激脑电信号变化与局部脑激活局部区域(如枕叶)有较强的一致性.     

PAG在大鼠主动回避反应习得中的作用

用wistar大鼠30只,观察了电刺激和电解损毁PAG对大鼠穿梭箱主动回避反应习得的影响.结果如下:(1)无论是对照组(N=10),或电刺激PAG组(N=10),随着训练,它们的主动回避反应率都呈逐日上升趋势,但以电刺激PAG组更为明显,两组差异显著;(2)损毁PAG组(N=10),其主动回避反应率不及对照组,差异亦显著;(3)损毁PAG组其主动回避反应率远比电刺激PAG组要低.结果表明,电刺激PAG可增进大鼠穿梭箱主动回避反应,损毁PAG则使之降低.由此提示,PAG在主动回避反应习得过程中起重要作用.     

家鸽呼吸中枢调控机制的初步研究

在69只家鸽用电刺激、电损毁、横切和记录细胞放电的方法研究了脑各部(小脑除外)与呼吸调控的关系。实验发现延髓具有基本呼吸中枢,此中枢位于延髓中后部两侧网状结构中。中脑内侧区域和丘脑下部视前区与喘息控制有关。家鸽中脑鸣叫中枢集中在内丘核(ICo)区。刺激丘脑广大区域和端脑隔区可引起程度不同的呼吸抑制。实验还发现,刺激整个三叉端脑束(QF束)可引起显著的呼吸抑制和心率变慢。     

自由活动动物的脑电信号分析与识别

通过脑电信息识别意识行为并控制外围设备运行的脑机接口(Brain-computer interface,BCI)技术研究已成为神经科学与信息工程技术交叉学科的热点课题,分析行为活动中的脑电特征是BCI研究中的一个重要内容。利用自制金属微电极通过多道生理信号采集处理系统采集大鼠脑电局部放电,提取出与特定行为(抓食)相关的脑电活动特征信号,为大脑对行为的控制研究提供了一个有效的方法。     

基于重复经颅磁刺激的脑功能网络分析

基于脑功能网络探究重复经颅磁刺激对大脑皮层神经交互作用的影响.利用基于图论的复杂网络理论,进行了经颅磁刺激作用于皮层所诱发脑电信号的脑功能网络分析.采用重复刺激对大脑运动区进行刺激,分别构建了安静状态下、磁刺激运动区状态下的脑电信号的脑功能网络,对脑功能网络全局参数和局部参数进行了图像直观表述和统计学分析.结果发现,磁刺激运动区状态下相比于安静状态下的脑功能网络全局参数和局部参数都发生了明显改变,经统计学分析对比具有显著性差异.     

刺电激鸟类中脑引起心率改变的研究

以往的工作证明,鸟类中脑存在司鸣叫的基本中枢。电刺激中脑引起鸣叫反应的同时,伴随一系列植物性和躯体运动反应(蓝书成,李东风等)。在这些反应中,心血管机能发生相应改变。我们曾在鸣叫同时记录到血压的升高(蓝书成1958)。为了进一步探讨血压变化的机制,我们以心率为指标,观察中脑对心血管机能的影响以及和鸣叫行为的相互关系。我们选用成年雄性鹌鹑14只,轻度麻醉后固定在鸟头定位仪上。四肢皮下插入针形电     

听觉条件下蒙古语元音和谐的偏侧化分析

文章研究记录了被试在无意识状态下(给被试播放无声无字幕电影,并要求被试忽略所听到的声音)感知蒙古语元音和谐的脑电数据,以探讨听觉条件下大脑对蒙古语元音和谐的ERP反映情况.对比不同变化条件下的脑电数据(蒙古语元音:和谐与不和谐;紧元音:和谐与不和谐;松元音:和谐与不和谐),以进行偏侧化实验.分析结果显示:1在听觉条件下,以Oddball范式呈现不和谐元音作为偏差刺激,和谐元音作为标准刺激.不管是紧元音、松元音还是蒙古语元音,均未诱发明显的MMN和P300.2被试感知刺激时所激活的脑区集中在额叶、中央区和颞叶.但感知强度有所不同,大脑对紧元音的感知强度相比松元音和蒙古语元音的要弱,而松元音和蒙古语元音的感知强度较为相近.     

前额叶Gamma频段tACS对工作记忆影响的研究

基于行为学与脑电(Electroencephalogram EEG) 特征评估40Hz经颅交流电刺激（transcranial alternating current stimulation, tACS）对工作记忆的影响,进一步探究40Hz经颅交流电刺激对脑电与认知功能的调节作用。选取34名被试,并在伪刺激或真刺激后参与工作记忆任务,同时采集被试的行为学数据与脑电数据,最终通过MATLAB与SPSS-26.0进行数据分析,得出40Hz经颅交流电刺激对脑电、行为学数据指标的影响。通过数据分析发现事件相关电位中P3a成分与P3b成分的幅值在不同刺激、不同任务量下表现出显著性,且被试在真刺激后顶叶区的theta-gamma相位幅值耦合显著提升。因此可以得出40Hz经颅交流电刺激使得事件相关电位(Event-related potential, ERP)相关成分幅值有显著变化,且能显著提升被试脑内的相位幅值耦合程度,从而提升了专注度,进而显著提升工作记忆的能力,使得相关行为学数据显著提高。     

双耳差频声刺激下的脑电特征

为了研究双耳差频声刺激影响大脑状态的神经机制,采用功率谱、Lempel-Ziv复杂度(LZC)和基于互信息的脑网络等线性及非线性方法,深入探讨了两种不同模式的双耳差频声刺激(alphabeta)对脑电的影响规律.13名受试者分别进行了alphabeta差频刺激,结果表明自发脑电的功率谱并没有发现频率跟随响应效应,LZC也没有显著变化.而脑网络图则能够发现在alpha差频刺激下大脑皮层不同区域的信息连接性显著减弱,在beta差频声刺激下信息连接性则显著增强.因此,互信息脑网络图可以有效地监测大脑在双耳差频声刺激下的变化,为双耳差频声刺激的生物学效应提供了一种合理的解释.     

秦岭滑蜥中脑视叶组织学结构观察

光镜下观察了秦岭滑蜥（Scincella tsinlingensis）中脑视叶的组织学结构.秦岭滑蜥中脑视叶分为背侧的顶盖和腹侧的被盖两部分,两者之间无明显界限.顶盖处灰质和白质交替排列.神经细胞主要在灰质内,白质中有小细胞零星分布.由深层至表层依次为室管膜层、深白质层、深灰质层、中白质层、中灰质层、浅白质层、外灰质层和分子层.被盖处细胞层次不明显.左右视叶与中脑水管在视叶中部相通.视叶前部有横行的纤维将左右视叶联系起来.与其他脊椎动物中脑的比较结果表明秦岭滑蜥在爬行类进化上处于较低等地位.     

基于局部空间活动模式信息提取脑激活区

伴随着功能磁共振成像(f MRI)实验数据的急剧增长,合理有效的f MRI数据分析技术显得越发重要.当前的f MRI数据分析一般基于一元统计方法,通过孤立分析每个体素的时间序列来决定该体素是否被激活,没有考虑隐含在局部脑区内的脑激活模式信息,无法检测到那些对刺激反应较为微弱的体素.文中针对当前f MRI数据一元分析的不足,提出了一种采用局部脑区活动模式间多元距离(local multivariate distance mapping,LMDM)的方法来对脑激活区进行检测.LMDM使用多元模式来表示不同刺激条件对应的局部脑区活动,并利用不同模式间的多元距离作为统计量来度量脑区活动在不同刺激条件下的区别,从而可以有效利用局部脑区信息来提取脑激活区.文中分别采用一元GLM方法,LMDM方法对仿真数据和真实实验数据进行了分析,并作了定量比较.结果均表明LMDM方法可以比一元GLM方法更完整地检测到脑激活区.     

光激活大鼠中脑腹侧被盖核投射至臂旁核多巴胺能通路促进全麻苏醒

目的 本研究通过光遗传学技术特异性激活雄性Sprague-Dawley(SD)大鼠中脑腹侧被盖核投射至臂旁核多巴胺能通路(VTA^DA-PBN),探究该通路在丙泊酚麻醉苏醒中的作用。方法 将32只雄性SD大鼠随机分为ChR2+Light on组、ChR2+Light off组、mCherry+Light on组和mCherry+Light off组,每组8只。各组大鼠经尾静脉以11mg·kg^-1剂量进行丙泊酚麻醉诱导,以48 mg·kg^-1·h^-1剂量麻醉维持30 min,记录翻正反射消失(LORR)和翻正反射恢复(RORR)时间;通过免疫荧光染色验证病毒注射部位;通过在体脑电(EEG)记录麻醉诱导和苏醒期间的皮层脑电变化。结果 光遗传学激活VTA^DA-PBN通路,LORR时间无统计学差异(P>0.05),RORR时间缩短(P<0.001);与mCherry组相比,ChR2组VTA中c-Fos蛋白表达明显更高(P<0.001);EEG结果显示:RORR期间,光激...     

Kolmogorov熵在大鼠脑电麻醉深度监测中的应用

将非线性动力学中的Kolmogorov熵应用到大鼠脑电麻醉深度监测分析中,计算并分析了大鼠在戊巴比妥钠腹腔注射麻醉过程中脑电信号的 Kolmogorov熵动态变化曲线,结果表明:大鼠注射戊巴比妥钠后,在最初的麻醉过程中,有些脑区呈抑制状态,有些脑区呈兴奋状态;大鼠注射戊巴比妥钠后 A脑区进入深度麻醉状态的诱导期时间约为1 300 s,B脑区的约为1 400 s;麻醉时Kolmogorov熵动态变化曲线与原始脑电信号所反映的各脑区抑制与兴奋状态的变化趋势有很好的一致性.因此,Kolmogorov熵可为临床麻醉深度的实时监测提供一个新的方法.     

瑜伽冥想练习对男性脑电α波影响的研究

本文采用常规脑电检测方法,研究瑜伽冥想练习对男性脑电α波的影响.研究选取10名不同工作领域的男性瑜伽爱好者,采取冥想练习,先后进行呼吸冥想(浅层)和轮脉冥想(深层)各20min.比较两种冥想对脑电α波的影响,探讨冥想练习对脑功能的影响机理.结果表明,两种冥想状态下脑电α波功率均有提高趋势,轮脉冥想状态α波功率显著高于呼吸冥想状态.瑜伽冥想练习可以促进脑内α波增强,改善神经元代谢能力.     

基于脑电的水平运动立体影像视疲劳评估

针对长时间观看水平运动立体视频所引发的视觉疲劳这一现象,采用单一运动形式的水平立体视频刺激为实验素材,通过主观实验对比分析被试观看同样的3D素材与2D素材后所引起疲劳感受的差异性.分别采集被试疲劳前后的EEG(electroencephalography)信号与ERP(event related potentials)信号,提取疲劳前后30个电极EEG信号的θ、?、β3个波段小波系数的均值及其比值、、θ/(?+β)、(?+θ)/β、θ/β、(?+θ)/(?+β)作为时频域特征,提取样本熵作为脑电信号的非线性特征.将时频域特征与非线性特征作为联合特征进行立体视觉疲劳评估,避免了单一特征的局限性,多角度分析了视觉疲劳前后特征参数变化.实验结果表明,3D与2D视频均能够使被试在一定程度上产生视觉疲劳现象,且3D显示比传统2D显示对人的影响更大.对比分析ERP信号发现疲劳状态下的N200和P300成分幅值明显下降,而潜伏期略有增加.通过可分性指数FCSI(Fisher’s class separability index)算法、支持向量机SVM(support vector machines)、基于互信息的特征选择算法等筛选出评估水平运动视觉疲劳的最佳特征参数为CP3电极上的?/θ.同时,结合脑区分析发现,与水平运动立体视频关系最为密切的两个脑区可能为顶区与前额区.     

一氧化氮合酶在拟黑多刺蚁脑中的分布

一氧化氮作为一种重要的信使分子,参与调节昆虫嗅觉、视觉、机械感受、发育和机体防御.本文采用NADPH-黄递酶组织化学技术,观察了一氧化氮舍酶(NOS)在拟黑多刺蚁脑内的分布,结果表明,NOS在雄蚁和雌蚁的蕈形体、视叶、中央复合体及中脑后脑区均有分布,在工蚁中主要分布在视叶、中脑及后脑区,推测可能对蚂蚁的视觉、嗅觉、记忆及行为产生影响.     

驱动人体下肢运动的脑肌电相干同步方法

针对驱动下肢运动中脑肌电信息不同步现象导致的脑肌电融合识别稳定性差等问题，提出一种结合多元自回归(mvAR)模型及最大化相干性法则的驱动下肢运动脑肌电相干性分析及信息同步化方法。首先根据驱动下肢运动中神经冲动传导机制及运动控制原理，进行驱动下肢运动脑肌电产生原理及信息不同步现象分析；其次，引入多元自回归模型，以下肢稳态力输出状态下的多次实验多通道脑肌电作为模型输入，迭代得到基于高维模型拟合的脑肌电时频相干性结果；再次，确定显著相干频率及时刻，并利用最大化相干性法则将脑肌电时延量化，实现脑肌电同步；最后，搭建下肢稳态力输出脑肌电同步采集和下肢运动意图识别实验平台并进行方法验证。实验结果表明，在下肢稳态力输出过程中，脑肌电相干性在beta频段呈现显著相干，各受试者左右腿脑肌电时延分布于10～40 ms之间，其中左腿平均时延为(23.3±11.4) ms,右腿平均时延为(19.8±4.8) ms,使用抵消时延后的脑肌电融合识别下肢运动意图准确率有部分提升，可有效同步脑肌电中的驱动下肢运动信息，同时提升脑肌电融合识别稳定性。     

基于多通道脑电特征运动意识任务的分类

提出利用多通道脑电（EEG）相关性信息作为特征，实现对想象左右手运动两种意识任务的分类．分析了两种意识任务下描述多通道EEG相关性的两个参数空间复杂度和有效场强的变化，发现想象任务开始时，对侧脑区空间复杂度增高，有效场强降低，而同侧脑区的变化恰好相反，较好地反映了想象左右手运动时大脑两侧运动皮层状态的不同．将两种特征联合用于分类，得到了满意的结果，从而为脑一计算机接口系统中意识任务的特征提取与分类提供了新思路．     

立体视频延时的事件相关电位研究

立体视频在无质量保证的互联网上传输时会引发立体视频左右视图的帧延时,影响观看质量.本文提出一种利用主观评价与客观脑电(electroencephalogram,EEG)相结合的方式分别对深度和水平延时运动立体视频刺激进行分析,并对二者的差异性进行比较.共有十名被试参加实验,被试观看随机呈现的不同延时等级包括无延时、延时1帧、延时2帧和延时3帧的立体视频片段,并对是否感知到延时效应做出主观判断,同时记录被试的EEG信号.从EEG信号中提取出事件相关电位(event related potentials,ERPs)并结合主观行为数据进行分析与比较.实验结果表明,为保证观看质量,深度运动立体视频中所能存在的最大延时帧数为1帧,水平运动中则不能存在延时效应.与水平延时运动相比,深度延时运动刺激产生的P300成分幅值变化范围更大,表明在深度延时运动刺激下大脑的活跃程度更高.同时,相同延时帧数的深度运动与水平运动刺激所产生的P300成分中,深度延时运动的潜伏期更长,这表明处理深度延时运动刺激所需时间更长.