知觉和语义表征关系的ERP研究

利用ERP技术, 采用图-词延迟匹配的工作记忆任务范式, 探讨知觉和语义表征在名字匹配、类别匹配和不匹配3种条件下大脑加工过程的ERPs差异. 研究发现, 知觉和语义表征3种匹配条件出现了N1, P2, 类似N400以及P300成分. 3种条件在不同时程和头皮分布上的差异主要表现在类似N400和P300上. 对类似N400, 知觉和语义表征不匹配最负, 其次是类别匹配, 名字匹配振幅最小, 三者平均振幅差异显著. 知觉和语义表征名字匹配条件出现了早期P300成分; 对晚期P300, 在前额区类别匹配更正, 而在后部脑区, 不匹配条件更正. 250~450 ms的差异波比较发现, 名字匹配和不匹配的差异波显著正于类别匹配与不匹配的差异波, 前者主要表现在中央区, 后者主要表现在右侧额区. 研究结果从图和词跨形式加工角度说明概念一致和类别相关具有不同机制. 知觉和语义表征名字匹配条件中早期P300的出现为模板匹配和重复抑制的易化理论提供了支持.     

同族和异族面孔的不对称认知神经表征

研究了对相同和不同民族面孔的认知神经加工是否存在差异. 记录了在知觉任务中被正性或负性情感启动的同族和异族面孔所诱发的事件相关电位(event-related potentials, ERPs). 研究发现, 情感联结启动不会影响异族面孔所诱发的ERPs. 但是, 对于同族面孔所诱发的ERPs, 相对于正性情感启动, 负性情感启动使得前额叶负波N100和N2的幅度增大, 但使得晚正成分LPP的幅度减小, 并且N100的幅值与被试对同族成员的负性态度评价得分相关. 这些结果表明, 多层次的神经机制参与了对同族面孔个体化的加工.     

编码和提取对项目+背景捆绑机制的影响

采用事件相关电位(ERP)技术考察了情景记忆编码和提取对语义表征和颜色背景“捆绑”神经机制的影响. 15名大学生被试参与实验, 以汉字为刺激材料, 采用学习-测验(背景回忆和背景再认任务)研究范式. 数据处理采用事件相关的EEG时频分析、相干分析和独立成分分析(ICA). 结果表明, 比较编码中项目+背景与项目条件, 时频分析得到两者之间的差异集中于额区, 时程为600~800 ms; 独立成分分析得到的额区成分说明, 2个条件的差异发生在800 ms; 相干分析得到前额、右顶和左顶-枕区电极的三角形相干结构, 2个条件的差异发生在800 ms. 比较提取过程的项目+背景与项目条件, 时频分析得到两者之间的差异集中于中央顶区和顶枕区, 发生在400 ms; 独立成分分析得到顶枕部脑区成分, 2个条件的差异发生在800 ms; 相干分析得到右半球前部和顶枕部脑区电极的相干成分, 2个条件的差异发生在1400 ms. 研究结果证实, 编码和提取对“捆绑”的影响不同, 这种影响体现在不同脑区参与认知神经活动的程度不同. 尤其证实了在提取过程中, 顶枕部脑区活动是“捆绑”的特异性活动; 额-顶枕部相干活动是情景记忆中“捆绑”过程普遍存在的大脑活动.     

记忆面孔, 男女有别: 关于面孔再认性别差异的行为与ERP研究

采用行为实验及事件相关电位技术, 通过学习-测验范式考察面孔再认中的性别差异,结果发现: (ⅰ) 女性面孔更容易被记住, 且女性很可能比男性更擅长记忆面孔. (ⅱ) 旧面孔诱发的N170 波幅更大, 表明该脑电成分可受到面孔熟悉度的调制. (ⅲ) 女性面孔诱发的N170 波幅更大, 而男性面孔引发的P2 波幅更大; 前者可能与女性面孔可变化的特征较多、需要更大的心理负载有关; 后者可能与男性面孔可变化的特征较少、再认难度较大, 从而需要更深的加工有关. (ⅳ) 新旧面孔诱发女性被试的P1 波幅存在差异, 但男性被试身上不存在此现象, 提示女性的脑活动可能比男性更早地受面孔的熟悉度所调制. 此外, 女性被试对于新旧面孔还表现出P2, N250 波幅的差异, 且女性被试新旧效应涉及的头皮范围比男性更广, 这些都为女性较好的面孔再认能力提供了电生理证据.     

字谜解决中的“啊哈”效应: 来自ERP研究的证据

通过学习-测试的两阶段实验范型, 采用事件相关电位(ERP)技术探讨了顿悟问题(字谜)解决中“啊哈”效应的脑内时程动态变化. 结果发现, 在300~350 ms内, “猜中”比“再认”字谜诱发出一个更加负性的ERP成分(N350), 主要激活了额中部脑区; 在600~700 ms内, “猜中”比“再认”字谜则诱发出一个更加正性的晚期ERP成分(late positive component, LPC), 主要激活了前额部. 对差异波(猜中-再认)进行偶极子溯源分析, 结果显示, N350可能起源于扣带后回(BA23)和额下回(BA47); 而随后的LPC则可能起源于右侧海马旁回(BA34).     

集群表征在不同刺激及属性间的差异

从点、圆、光栅集合的中心位置、平均大小、平均朝向,到面孔集合的平均情绪、身份和吸引力,人们可以通过集群表征的方式加工各种刺激集合.但简单几何刺激在物理属性上的集群表征,与面孔刺激在情绪、身份和吸引力等复杂属性上的集群表征存在差异,主要表现在成员个体表征与集群表征的关系,集合容量和呈现时间对集群表征的影响,以及成员变异性对集群表征的影响等方面.这些外在表现上的差异可能反映了内在机制上的差异:简单刺激在物理属性上的集群表征可能更凸显平行加工的特点,基于纹理性加工机制;而面孔刺激在复杂属性上的集群表征可能更凸显序列加工的特点,受到面孔整体性加工机制的影响.未来研究可能需要分离刺激加工和集群表征两个过程,关注集群表征在不同刺激的不同属性间的可比性;同时探讨面孔集合社会属性的集群表征,在更为复杂的维度中考察集群表征现象.     

西藏东部地区层析成像及东南部裂谷成因讨论

利用西藏东部南迦巴瓦地区的51个临时地震台站所记录的169个远震事件, 从中提取出4767条P波射线, 通过反演计算得到了西藏东部地壳和上地幔的P波速度结构. 水平剖面显示, 在西藏东南部裂谷附近从近地表到250 km的深度范围均表现为低速异常; 从纵剖面结果看, 这个低速异常非垂直地向下延伸到约400 km深度. 综合分析认为, 此低速异常可能意味着地幔高温物质上涌, 从而为该区裂谷成因的探讨提供了地震学的证据; 在此低速异常的东侧出现明显的高速异常, 深度从40 km延伸到200 km, 该高速异常可能是大陆闭合遗留的产物, 并非俯冲的印度板块; 在250~400 km的深度范围内, 嘉黎断裂以北为低速异常区, 以南为高速异常区. 该高速异常可能反映了印度板块的北部边界, 并在此发生了拆沉. 同时表明, 在西藏东部印度板块的俯冲未超过嘉黎断裂.     

工作记忆与选择性注意的交互作用

采用事件相关电位(ERP)技术研究了工作记忆与选择性注意的相互关系. 实验使用两个不相关的工作记忆任务和选择性注意任务, 要求被试同时完成. 结果显示, 选择性注意任务的一致和不一致刺激均诱发出N400成分, 并在500 ms处到达最大值. 不一致刺激的N400要比一致刺激的更为负走向, 即选择性注意任务中的一致与不一致刺激表现出语义N400的差异. 在顶区, 工作记忆负荷对选择性注意的N400有显著影响. 工作记忆提取的ERPs在中央区和顶区存在工作记忆负荷的主效应, 高负荷任务在刺激出现后350~550 ms比低负荷任务的ERPs更为正走向, 但是工作记忆信息的提取不会因选择性注意任务中刺激类型的不同而表现出差异. 结果表明, 虽然工作记忆对选择性注意中的分心物抑制不起决定性作用, 但工作记忆作为选择性注意的一种加工背景会对其产生影响; 选择性注意中目标和分心物的一致性程度不会影响工作记忆的提取.     

左侧颞下叶在面孔信息加工中的作用:一项ECoG案例研究

功能核磁共振成像(f MRI)的研究已经发现,人类梭状回包含专门加工面孔的区域,通常被称为梭状回面孔区(FFA).然而,仅依靠f MRI技术本身不能直接说明FFA与面孔加工间存在因果关系.结合f MRI、颅内电极记录、电刺激技术可直接为二者的因果关系提供重要的证据.本研究借助一例难得的颅内置入电极恰好与左侧FFA重叠的癫痫病例系统地考察了左侧FFA的功能属性.当前研究结果显示,左侧FFA的血氧水平依赖反应和电生理反应都表现出较强的面孔选择性;电刺激与左侧FFA重叠的电极不影响真人面孔知觉;电刺激左侧FFA引起面孔形状感知变化.本研究揭示了左侧FFA在面孔精细特征的加工中起着重要的作用,它在功能上可能区别于右侧对应区域.     

Cu掺杂石榴石薄膜中矫顽力提高的机理分析

Bi置换石榴石磁光薄膜具有好的结构稳定性和化学稳定性及在短波长具有大的法拉第旋转角,因而成为下一代有希望的磁光记录材料之一.制备石榴石薄膜可采用溅射法,也可采用热分解法.热分解法设备简单,对薄膜的成分易于控制和调节.要获得好的记录畴,要求薄膜在室温下有高的矫顽力.现已报道,添加元素W,Mo,Ba和Cu对提高H_c有效.到目前为止,H_c最高为432kA/m,其矫顽力的提高归因于钉扎效应.     

儿童工作记忆的事件相关电位

采用事件相关电位(ERPs)技术探讨了类似于Delayed-Matching-to-Sample任务范式下12~13岁儿童的工作记忆神经机制. 实验结果显示, 无论熟悉客体还是新客体, 工作记忆的ERPs均显示了潜伏期350 ms左右的一个晚正成分, 新客体的潜伏期比熟悉客体有所提前; 相比熟悉客体, 新客体的工作记忆在ERPs波形上表现出更正走向, 这种大脑活动主要发生在额区-中央区. 在分别追踪新靶和熟悉靶的工作记忆任务条件下, 靶与分心物的ERPs波形在150 ms后出现分离, 且靶刺激均比分心物更正; 新分心物、熟悉分心物显示出150~350 ms的额区新/旧效应以及350~550 ms的顶区新/旧效应; 靶的新/旧效应不同于分心物新/旧效应, 新靶更正, 且主要发生在250 ms之后; 与熟悉靶相比, 新靶出现P3a成分. 本研究结果揭示了儿童工作记忆神经机制的时空特征, 且某些特征不同于成人.     

8-精加压素(AVP)对海马CA1区长时程增强(LTP)诱导的影响

早在60年代De Wied就报道了加压素对记忆巩固的易化作用,近年来我们又报道了加压素对学习过程的增强作用,但它的作用机制至今尚未阐明.我们实验室的工作表明,AVP对学习过程的增强作用主要是通过它对海马、隔核和杏仁等边缘系统核团功能的调节来实现的.我们还报道了AVP对海马脑电节律和单位放电的影响.另有工作报道,AVP可直接兴奋隔核的神经元,对隔区脑片的LTP的维持起着重要的作用,在海马内可能起着递质的作用.为了探讨AVP增强学习记忆的作用机制,本工作在大鼠海马脑片CA1区研究了AVP对LTP的作用.     

视觉和听觉通道情绪知觉加工的神经机制及其异同

通过功能核磁共振(functional magnetic resonance imaging, fMRI)技术,采用情绪知觉的判断任务,探究了视觉与听觉情绪知觉加工的神经机制及其异同,进一步揭示跨通道情绪知觉加工的多重感觉皮层的脑区定位.我们选用含有恐惧、高兴或悲伤情绪的面孔和声音刺激作为实验材料,使用事件相关设计考察每种刺激诱发的激活.激活强度分析的结果显示:情绪类型主效应显著的区域主要体现在左侧额下回岛盖部,表明其作为视-听跨通道情绪知觉的皮层,是视觉和听觉情绪知觉的共同通路,且对于负性情绪,尤其是恐惧情绪刺激最为敏感.基于多体素模式分析(multi-voxel pattern analysis, MVPA)的结果发现:右侧颞上沟的激活模式能区分高兴、悲伤、恐惧的面孔,表明其对不同情绪效价的面孔知觉有重要作用;右侧梭状回面孔区的激活模式能够区分高兴和悲伤的面孔,表明其对于积极-消极情绪面孔知觉具有重要意义.本研究为深入理解人类不同通道情绪知觉的加工过程及跨通道情绪知觉的多感觉皮层提供了重要的证据和支持.     

听觉来源提取的材料差异性: 来自ERP的证据

采用事件相关电位方法, 分别以图形和汉字作为实验材料, 通过两个实验考察了项目再认与听觉来源提取新/旧效应的时空分布特征. 学习分别由不同性别声音读出的刺激后进行两类测验: 一是判断视觉呈现的刺激是否已学的项目再认; 二是将由某一性别声音读过的刺激判断为目标而将其他刺激判断为非目标的来源测验. 结果发现, 与项目再认任务相比, 图形和汉字的听觉来源提取的新/旧效应的持续时程更长、头皮分布更广; 两类材料在前额区记录到明显的听觉来源提取新/旧效应, 且不同材料的听觉来源提取新/旧效应有所不同. 溯源分析结果显示, 图形与汉字相应效应的差异可能源于颞区. 上述结果表明, 听觉来源提取与项目再认的新/旧效应头皮分布关系与双重加工模型的观点相一致, 且实验材料与声音特性共同调节听觉来源提取新/旧效应的时空分布特征.     

利用“重复地震”估算丽江-宁蒗断裂带的深部滑动速率

利用云南数字地震台网1999~2006年的波形资料来研究丽江-宁蒗地区的地震活动和滑动速率. 双差法重新定位后的地震图像展示了丽江和宁蒗地区的地震活动存在明显差异, 在研究时段内76%以上的地震发生在该断裂带南部的丽江地区; 震源深度分布与研究区的深部构造较为相符. 通过波形互相关分析, 识别出92组相似地震对和70组多重相似对, 大部分相似地震活动表现为非周期性, 重复间隔从数分钟到数百天不等. 基于两组“重复地震”估算出深部约23 km处的滑动速率约为5 mm/a, 这一结果和地质资料以及同时期GPS资料结果相符, 可能是真实的构造运动反映.     

末次冰消期以来东亚季风快速变化的黄土记录及与格陵兰GISP2冰芯记录的对比

格陵兰冰芯[1]记录表明,末次冰消期以来北大西洋高纬地区气候曾经历了一系列百年至千年尺度的快速波动.东亚季风区也曾记录到这种变化[2],但其详细过程及其与北半球高纬地区气候变化的关系仍不清楚.为此,对黄土高原西部边缘区做了详细调查,选取具有代表性的高分辨率甘肃曹岘黄土剖面(36°33′Ｎ,104°38′Ｅ)进行了2ｃｍ连续采样分析(约70年时间间隔),以粒度和磁化率作为冬、夏季风的替代指标,对末次冰消期以来东亚季风演化进行了研究.剖面位于靖远西塬(黄土塬)顶部(黄土厚400ｍ以上),本次研究仅取其顶部54ｍ.从剖面的地貌部位看,其黄土粉尘…     

16导脑电信号分形强度的交叉分布

通过分析人闭目觉醒时的16导脑电信号(EEG)的多重分形特性, 发现人脑16导EEG信号具有不同强度的分形特性且存在稳定的分布现象, 强弱分布表现为在人脑的左右对应区域强弱相对、同侧相邻区域强弱交叉; 顶区、额区、前颞区、后颞区的左右对应区信号的分形强度左强右弱, 且左右差别较大; 在枕区、中央区、前额、中颞区分形强度右强左弱, 且左右差值较小. 通过对40名病人和10名健康人的分析和对比, 病人组和健康组的对应导联信号的多重分形强度虽然不同, 但其强弱分布的关系是不变的. 同一导联信号相比, 精神分裂症和抑郁症病人各导信号的多重分形强度大于健康人, 这表明人脑EEG信号的多重分形强度在诊断人脑非正常状态有潜在的应用价值.     

陇西黄土高原末次冰期有机碳同位素变化及其意义

利用陇西黄土高原西南部高分辨率(100年间隔)的塬堡黄土剖面, 讨论了末次冰期有机碳同位素变化的控制因素. 结果发现, 该区域末次冰期以来有机碳同位素变化于−22.6‰ ~ −27.5‰之间. 与黄土高原东部地区不同, 研究区末次间冰段有机碳显著偏负于早晚末次冰期, 偏负达4‰. 末次冰期有机碳同位素指示了纯C₃植物对温度、降水和大气CO2浓度变化的耦合响应. 从末次冰期间冰段到盛冰期, 降温和大气CO₂浓度减少导致有机碳同位素偏正1.5‰ ~ 2.0‰, 塬堡剖面末次冰期有机碳同位素变化主要记录了季风降水的大幅度变化, 可以用来重建古降水, 估算出间冰段降水比盛冰期偏多250~310 mm, 比早末次冰期高出100 mm. 我们的研究还发现, 塬堡黄土剖面末次冰期有机碳同位素的波动可能记录了千年尺度季风降水的快速变化. 同时, 黄土高原有机碳同位素变化相当复杂, 不能简单将有机碳同位素变化归结成C₃/C₄丰度变化而用来指示夏季风强弱.     

上下视野不对称性的事件相关电位

利用事件相关电位(ERP)研究上下视野在电生理反应上和注意上的不对称性. 实验采用目标检测任务. ERP早期成分的结果显示, 与上视野刺激相比, 下视野刺激在枕顶区诱发出较小的P1和较大的N1; 而ERP晚期成分(N2和P3)则没有表现出上下视野的差异. 此外, P1成分的注意增强效应在上视野表现的比在下视野更大. 这些结果提示, 上下视野的功能差异不仅体现在早期的视觉信息处理上, 还体现在对早期视诱发的注意调控上.     

单唾液酸神经节苷脂GM1对老龄大鼠学习记忆的增强作用

中枢神经系统内含有较高浓度的神经节苷脂,它主要结合在神经细胞膜上,神经节苷脂的化学结构已被确定,它们是一类含唾液酸的膜糖脂,由伸入到膜内的脂成分和在膜表面的含1个或数个唾液酸的糖成分组成,其含唾液酸的亲水部分暴露在膜的外面,与Ca~(2+)通道的调节有关。外源性施加神经节苷脂可以促进中枢神经系统的再生,特别是突触的形成。近年来又有工作报道,外源性神经节苷脂对不同年龄(从幼年到老年)大鼠的学习能力有明显的增强作用。本工作则试图探讨单一成分的单唾液酸神经节苷脂GM1对老龄大鼠学习能力和记忆保存的作用。