新书介绍

《人脑功能》Richard S．J．Frackowiak著科学出版社定价:150．00元这部经过彻底修订的第二版《人脑功能》阐述了现代无创伤脑成像技术的理论、实践和应用方法,以及在探索正常脑和疾病脑的结构和功能中的应用．本书由功能成像实验室(Functional Imaging Laboratory, FIL)的成员所撰写,FIL是维康基金会(Wellcome Trust)资助的伦敦实验室,在过去的10年一直致力于发展脑成像技术的方法和应用．本书由两大部分构成,第一部分介绍了感觉、认知和行动领域的人脑功能研究的进展,通过对正常功能和疾病引起的功能异常的研究,提供了人脑如何组织的相关信息．第二部分包括了相关实验设计和数据分析的理论和应用方法．通过介绍功能磁共振成像(fMRI),描述了脑成像领域的主要进展和变化,概述了整合于流行分析软件包SPM的基本原理和     

磁共振成像技术在颅脑疾病临床中的应用

通过对磁共振成像技术的系统分析，综合介绍了脑功能成像技术在颅脑临床研究中的应用，提出fMRI在临床中的应用目前正在逐步开发。并且对未来提高外科手术质量和病人的生存质量具有巨大的作用。     

自闭症患者的光学脑成像研究

阐述了新近发展起来的无损光学脑功能成像技术. 通过比较几种常用的脑成像技术, 论述了光学脑成像研究自闭儿童皮层活动的可行性和便利性. 总结了国内外迄今为止利用光学脑成像研究自闭症的初步进展. 最新实验研究表明具有较高自闭特质的儿童，在共同注意任务中其前额叶的血液动力学响应与正常儿童不同. 进一步利用光学脑成像研究脑皮层活动规律及其固有的特征，有望为儿童自闭症的早期诊断提供可靠的客观依据.     

结合光学脑成像及机器学习分类算法对自闭症大脑活动特征的研究进展

自闭症的诊断一直以来是基于行为层面的观察。近年来脑成像研究表明，自闭症大脑存在结构及功能的改变，这些发现为基于成像的诊断提供了新的途径。准确的诊断要基于对大脑异常特征的准确描述，多个脑生理参量的成像可以为自闭症的大脑特征提供更全面的信息。在现有的无损脑功能成像中，光学脑成像具有较高的时间及可接受的空间分辨率，测量时对头部晃动相对不敏感，适用于对儿童，特别是自闭症儿童的研究。近红外光谱技术提供皮层的血氧代谢，而漫射相关谱技术测量皮层的血流。这两类参量可以提供互补的皮层血液动力学信息，结合更为高效的分类算法，有望取得对自闭症大脑皮层活动特征的更为准确的描述和区分。在广泛文献调研及结合自身研究成果的基础上，对利用光学脑成像研究自闭症的大脑活动特征；结合特征参量利用机器学习分类算法对自闭症的预测；以及利用多模态光学脑成像技术（即结合近红外光谱及漫射相关谱）研究自闭症的前景等问题做了系统的回顾与展望，希望为自闭症相关领域的科研人员提供参考和借鉴。     

静息状态脑活动及其脑功能成像

目前应用无创性磁共振功能成像技术的脑功能成像研究常把无任务的静息状态作为对照,特定的脑功能区活动是任务状态脑活动与对照状态相减所得.但是近年来研究发现,所谓静息状态时大脑也存在功能活动.显然这种脑活动将会影响与目的任务相关的脑功能成像结果以及对这种结果的解释.因此理解静息状态脑活动及其生理意义,对解释脑功能成像的结果以及全面了解大脑功能具有重要意义.文中就静态脑活动的研究背景、存在证据、活动特点、生理意义及其功能成像研究进展做简要评述.     

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．     

脑科学的发展对认知心理学的深刻影响

脑成像技术在认知心理学领域中取得了重要成果：在记忆系统的认知研究中，由于引进了脑成像技术，使得多重记忆系统的模型得到了更为可靠的试验数据的支持；内隐记忆与外显记忆两个分离系统的存在也获得了进一步的证实；再认记忆的研究，发现了“熟悉性”和“回想”两种不同形式的记忆功能。在语言产生的认知研究中，由于引进了脑成像技术，使试验结果非常好地支持了语言生成的三阶段理论。在关于思维的研究中，借助于脑成像技术，人们对思维与语言的关系有了更为深入的认识，对顿悟的研究也取得了令人鼓舞的成果。     

数字化成像在下肢静脉造影中的应用价值

目的：明确数字化成像技术在下肢静脉疾患诊断中的应用价值．方法：利用GE公司9800型数字减影机，于2003～2005年间行70例共80条顺行性下肢静脉造影．结果：经造影X线表现正常14条占（17．5％），单纯浅静脉瓣功能不全5条N（6．3％），交通静脉瓣膜关闭功能不全有30肢体占（37．5％）．深静脉瓣膜功能不全33条占（41．3％），深静脉血栓形成28条N（35％）．结论：利用数字化成像行顺行静脉造影简便安全，创伤少，图像清晰，细节丰富，能为临床提供准确的诊治信息，可作为诊治下肢静脉疾病的首选方法，值得推广。     

FAIREST灌注成像及初步应用研究

为了发展功能成像在疾病诊疗中的应用,发展了FAIREST成像技术,实现了在GE 1.5TMRI设备上的脉冲序列参数优化研究,发展了相应的图像处理方法并开展了初步应用研究.该序列改进了不用显像增强剂的灌注成像的FAIR序列,在一次数据采集中同时获得T1值,CBF,BOLD,PWI等多种参数图像的数据,处理后得到了较好的临床结果.该技术为脑认知功能成像以及中风、脑肿瘤等脑部疾病的诊断方面又提供了一个可选择的方法.     

脑机接口技术研究方法

脑机接口（BCI）是一种基于脑电信号实现人脑与计算机或其他电子设备通讯和控制的系统，它不依赖人体的外周神经神经系统及肌肉组织，是一种新的人机接口方式，在康复医学和控制等领域有应用前景，近年来，脑机接口技术发展迅速。概述了采用事件相关电位P300、稳态视觉诱发电位（SSVEP）、事件相关同步或去同步9ERS／ERD）皮层慢电位（SCP）、自发EEG信号、植入电极等实现脑机接口技术的研究方法，讨论和比较了各种研究方法的特点和局限，介绍了脑机接口的发展现状和存在的问题，并对其应用前景进行了展望。     

脑损伤后综合征患者脑CT与事件相关电位的研究

探讨脑损伤后综合征患者的事件相关、脑CT和认知功能。应用听觉oddball序列刺激的事件相关电位方法对脑损伤后综合征患者30例（病人组）,健康人30例（对照组）进行比较。病人组较对照组P3潜伏期延长,波幅降低,经统计学处理有显著性差异（P＜0．05）。病人组脑CT检查有病灶者P3潜伏期延长,波幅降低更显著。事件相关电位检测和头频CT对研究损伤后综合征患者的认知功能变化有重要作用。     

未来脑成像技术

脑成像技术迟早会走出实验室而渗透到现实生活中。目前有人已将这一技术用来观察布什和克里的竞选广告效应。有朝一日．如果个人隐私被窥视,或者个人的未来被预知．将会出现怎样的后果?神经科学的研究结果是否会被恶意使用,或者被错误解读?     

AFNI的数学基础及其在脑高级功能研究中的一个应用

介绍了脑功能成像分析软件AFNI的基本概念与基本原理，着重讨论了AFNI的数学基础，包括如何利用卷积公式对由实验得到的fMRI时间序列数据进行分析，由引得到一个线性回归模型，用最小二乘法求得回归方程的反卷积因子，并用f检验和t检验对其进行假设检验。最后用一个实例来说明反卷积分析在脑功能成像中的一个应用。     

超声脑成像和经颅超声传感增强方法

超声脑成像技术在脑疾病的诊断和治疗方面有着广泛的应用前景，具体包括超声多普勒成像、超声造影成像、超声定位显微成像、超声弹性成像和时延校正成像。由于颅骨声阻抗与背景介质声阻抗存在显著差异，超声经颅传播时会产生强烈的反射、衰减、波形畸变等，导致超声图像的信噪比降低。针对此问题，本文介绍了基于变换声学理论的颅骨互补声学超构材料设计方法，并通过仿真来验证该方法的有效性。仿真结果表明：具有各向异性参数分布的双负声学超构材料能够抵消颅骨畸变层带来的声衰减及波形畸变，使声波在几乎不造成能量损失的情况下通过颅骨畸变层，从而实现超声透射传感增强。该方法对研究基于声学超构材料的无创高分辨率超声脑成像技术具有重要意义。     

质心分布概率成像——一种刻画自发脑电性质的新方法

利用近期出现的脑电质心概念，对脑电进行质心分布概率密度成像，并提出用梯度和标准差对此种图像均匀性进行分析和评估．将该成像方法应用于睁闭眼状态下的脑电alpha频段，其均匀性分析和分区统计结果与alpha波阻塞现象一致．结果表明，该方法是一种可行的脑电分析手段，为脑电分析提供了一种新的途径．     

长期参与有氧运动大学生执行功能相关脑网络特征

本研究旨在探索长期参与有氧运动的男性大学生执行功能相关脑网络的特征,并与静坐少动的对照组进行比较。收集15名规律参与有氧运动的男性大学生以及15名静坐少动对照组男性大学生脑结构及静息态功能磁共振成像数据。使用度中心度和独立成分分析两种方法评价脑网络特征：计算并提取14个执行功能相关脑区度中心度值（degree centrality, DC）,采用独立成分分析方法（independent component analysis, ICA）提取四个与执行功能相关的脑网络成分。组间对比发现：1）有氧运动组双侧后扣带回皮层以及双侧海马区度中心度水平显著高于静坐少动组（p < 0.05）,而静坐少动组右侧顶下小叶度中心度水平显著高于有氧运动组（p < 0.05）;2）有氧运动组在默认网络、背侧注意网络及腹侧注意网络均有脑区激活高于静坐少动组,峰值分别出现在右颞下回、颞极以及左腹侧后扣带回（AlphaSim校正,p < 0.001）;而静坐少动组腹侧注意网络在左侧在壳核高于有氧运动组（AlphaSim校正,p < 0.001）。研究结果表明：长期参与有氧运动的大学生,其执行功能相关脑网络激活模式优于静坐少动大学生,而这种差异主要是通过增加海马和后扣带回皮层而不是额叶皮层在脑网络中的重要性来实现的。     

基于奇异值分解的脑电信号去噪方法

指出了对脑电观测数据进行去噪从而提取出诱发脑电信号是临床和实验中的前沿技术之一。目前常用的平均方法需要比较多的实验次数，为缩短实验次数需要采用一些新的技术和方法．对奇异值分解方法在脑电信号去噪中的应用进行了研究．提出了3种具体的去噪算法，并给出了应用这3种算法对具体的脑电测量数据进行噪声去除的实验结果．分析实验结果表明：奇异值分解方法对脑电信号进行去噪有助于减少提取诱发信号所需的实验次数．     

视觉诱发电位脑机接口关键技术研究

脑机接口（brain—computerinterface,BCI）是近10年发展起来的一种新颖的人机接口方式．它是不依赖于脑的正常输出通路（外周神经系统及肌肉组织）的脑机（计算机或其它装置）通讯系统．脑机接口的一个重要用途不仅为那些思维正常但有严重运动障碍的患者提供语言交流和环境控制途径,还在工业、航空、军事等领域也有潜在的应用价值．本文介绍了基于视觉诱发电位脑机接口的工作原理,从系统设计、数据获取及处理方法等方面论述了脑机接口设计中的关键技术,最后指出了视觉诱发电位脑机接口存在的主要问题和发展趋势．     

视觉诱发电位脑机接口关键技术研究

脑机接口（brain—computerinterface,BCI）是近10年发展起来的一种新颖的人机接口方式．它是不依赖于脑的正常输出通路（外周神经系统及肌肉组织）的脑机（计算机或其它装置）通讯系统．脑机接口的一个重要用途不仅为那些思维正常但有严重运动障碍的患者提供语言交流和环境控制途径,还在工业、航空、军事等领域也有潜在的应用价值．本文介绍了基于视觉诱发电位脑机接口的工作原理,从系统设计、数据获取及处理方法等方面论述了脑机接口设计中的关键技术,最后指出了视觉诱发电位脑机接口存在的主要问题和发展趋势．     

重点项目“脑内电活动的三维动态成像”取得创新性成果

由清华大学高上凯教授主持的国家自然科学基金重点项目“脑内电活动的三维动态成像”已结题并验收．项目组利用头皮上记录的多通道脑电信号来分析脑内电活动的时空模式，探讨了实现脑一机交互控制的原理与方法，取得了创新性研究成果．