视觉诱发电位判别注视目标的实验

目的:传统的眼球跟踪方式是一种比较直接和容易理解的人机接口方式,但实现起来有一定的技术障碍,为此,探索一种可以利用视觉诱发电位信号区分受试者所注视的目标的实验方法。方法:选择2004-06解放军第三军医大学大坪医院野战外科研究所视力或矫正视力正常的工作人员6名,男4名,女2名,年龄24～43岁。采用双计算机和ActiveOne生理信号测量系统建立了视觉诱发电位检测实验系统,计算机屏幕上闪烁的小方块代表不同的注视目标,受试者注视其中一个目标30s,对检测到的脑电信号采用累加平均法和频谱分析法进行分析处理,提取视觉诱发电位。结果:6名受试者,共36次试验,实验数据全部进入结果分析。应用该系统分析实验数据波形,均能分辨出视觉诱发电位信号。结论:当多个刺激目标进入视野,检测出的视觉诱发电位是由受试者所注视的刺激目标引起。瞬态视觉诱发电位和稳态视觉诱发电位均可以判别注视目标,视觉诱发电位适用于脑机接口研究。     

脑机接口视觉刺激器的研究

目的:研究基于视觉诱发电位的脑机接口视觉刺激器。方法:根据视觉的基本特性阐明了视觉诱发电位用于脑机接口的原理,采用计算机编程,在计算机屏幕上产生多种刺激模式,以闪烁的不同小块代表多种可能的选择,受试者注视其中一个目标,分析诱发电位可判别受试者所注视的目标。结果:该方案能有效地诱发出可识别的具有特征性的视觉诱发电位。结论:该视觉刺激器能产生多种刺激模式,能满足脑机接口实验要求。     

脑机接口视觉刺激器的研究

目的：研究基于视觉诱发电位的脑机接口视觉刺激器。方法：根据视觉的基本特性阐明了视觉诱发电位用于脑机接口的原理，采用计算机编程，在计算机屏幕上产生多种刺激模式，以闪烁的不同小块代表多种可能的选择，受试者注视其中一个目标，分析诱发电位可判别受试者所注视的目标。结果：该方案能有效地诱发出可识别的具有特征性的视觉诱发电位。结论：该视觉刺激器能产生多种刺激模式，能满足脑机接口实验要求。     

基于功能近红外光谱技术的高频重复磁刺激干预外周神经对皮层血流动力学反应的影响

目的:通过磁刺激干预外周神经的同时使用功能近红外光谱技术(fNIRs)记录脑皮层光学信号改变,探索外周神经刺激与皮层功能近红外信号反应的相关性。方法:本研究纳入健康成年人8例,使用15Hz,2.7T强度刺激受试者手部。研究采用Block设计,刺激10s,休息20s,共重复刺激5次。同时使用fNIRs监测受试者脑皮层信号的变化。每个受试者在接受真正刺激前,先进行一组假刺激作为对照。结果:在健康成年人中,外周磁刺激可引起感觉-运动皮层血流动力学响应变化,该现象在假刺激组未出现(P0.05,未矫正)。在进行偏侧手刺激时,多个受试者感觉-运动所在脑区(通道23、24、27、28、42、44、45、48)信号刺激时较刺激间歇有显著差异(P0.05,未矫正),且皮层血流动力学响应具有偏侧性。结论:fNIRs可以实时反映外周神经磁刺激引起的皮层血流动力学响应变化。rTMS-fNIRs实时监测模式提供了外周神经磁刺激时脑皮层的局部脑皮质脑激活的评估方法,这对于研究外周神经磁刺激干预与脑区激活的量效关系具有重要意义。     

视动力刺激对下背痛患者姿势控制的影响

目的:研究下背痛患者站于不同支撑面接受视动力刺激时的姿势控制特征,为进一步认识下背痛和丰富治疗方案提供新的理论和证据。方法:选取13例25—40岁的慢性非特异性下背痛患者为实验组,年龄、性别一致的13例健康人作为对照组。测试者站于由随机运动点构成的投影屏幕前,点的运动分为向前汇聚(-)和向后扩散(+)两种,点移动速度有80°/s,40°/s和20°/s3种。视觉刺激采用刺激—间歇的间断刺激模式,并使用压力平衡板记录每位受试者在平板和软垫两种支撑面上接受视觉刺激时,双侧足底压力中心(COP)的移动情况,包括Y轴峰值移动速度、不同阶段移动幅度标准差(SD)和X轴移动轨迹总长度。结果:与对照组相比,站于稳定平面时,实验组COP各项参数的变化没有显著性差异(P>0.05);而站于不稳定平面上,只有接受+40°/s的视觉刺激时,实验组休息中期标准差(SD)值为(3.74±1.22),对照组为(2.83±0.75),两组有显著性差异(P<0.05);此外,接受同样刺激时,两组站于不稳平面时COP的各项参数均显著高于稳定平面(P<0.001)。结论:下背痛患者在任务环境更复杂时,对视觉信息,特别是向后的信息,依赖程度增加,姿势调整效率的降低,提示对下背痛患者异常运动模式的治疗需要考虑任务环境因素。     

汉字与英文字形辨认的脑功能磁共振成像初步研究

目的:探讨功能磁共振成像(fMRI)技术研究人脑汉字与英文字形辨认方面的价值。材料与方法:12例(男5例,女7例)母语为汉语且裸眼视力正常的大学生参加实验。设备为GE Signa 1.5T MR仪,采用EPI序列,BOLD法行脑功能磁共振扫描。实验任务分别将汉字与英文(真字、假字、非字)投射到屏幕上,受试者通过头线圈反光镜观看屏幕并辨认。数据分析使用SPM 99升级软件,经过数据采集、预处理和建立模型显示结果。结果:汉字真字刺激在左额叶、中央前回(BA6)及枕叶(BA18)显著激活;左顶叶、中央后回(BA3)、右额下回(BA9)及双侧颞叶少量激活。英文真字刺激时左额中回、中央前回、左额下回显著激活;左颞梭状回(BA37)、右枕语言回(BA18)及左顶叶(BA40)也有激活。汉字和英文假字与非字只引起少量激活(P>0.05)。汉字与英文刺激左大脑半球的激活体积明显大于右半球;除枕叶外,英文在额、颞及顶叶引起的激活体积均大于汉字。结论:fMRI是研究人脑汉字和英文语言加工理想的无创性影像学方法,其脑加工优势半球均为左半球;母语为汉语者,其英文脑处理过程需更多的脑活动来参与和完成。     

运动双手食指后应用磁源性影像对运动皮质及体感皮质定位

目的确定运动双手食指后应用磁源性影像对运动皮质及体感皮质功能区定位的价值并探讨其成像方法。方法6例受试者接受左、右侧视觉光刺激后运动相应侧食指,双手食指下方各放置一块垫板,垫板上有一个光电偶合器,食指抬起后数据采集计算机即可将光电偶合的一刻为“零”对脑反应信号进行叠加。应用脑磁图记录运动及体感反应叠加后的脑电磁波并将其与相应受试者头MRI叠加形成磁源性影像。结果食指运动后,每个受试者双侧半球均出现一个最高的波峰,左右半球潜伏期分别为(41.5±7.8)ms和(35.5±3.6)ms。受试者之间左、右半球皮质兴奋的潜伏期(W1)差异无显著意义(t=2.046,P=0.096)。将其ECD叠加到MRI上可见ECD均位于中央后回。每个受试者在最高波峰之前出现一个小的波峰,潜伏期为负值,左、右半球分别为-(52.9±25.9)ms和-(63.8±19.5)ms。受试者之间左、右半球皮质兴奋的潜伏期(W2)差异无显著意义(t=1.342,P=0.237)。由磁源性影像显示兴奋的皮质位于中央前回。结论磁源性影像可很好地显示健康受试者运动皮质及体感皮质,可对运动皮质及体感皮质进行精确定位。     

颞侧偏盲患者单眼水平半视野刺激的fMRI研究

目的：观察正常人单眼水平半视野刺激下视觉皮层的激活形式;探讨fMRI用于评价颞侧偏盲患者初级视觉皮层激活形式的可能性。资料与方法：对13例颞侧偏盲的垂体大腺瘤患者和15名正常志愿者进行组块设计的fMRI实验,所有受试者分别接受左眼颞侧、左眼鼻侧、右眼颞侧和右眼鼻侧视野刺激,刺激内容为水平单侧40°黑白翻转棋盘格,对照内容为黑色屏幕中心的白色“＋”。采用1.5T MR扫描仪采集数据,采用SPM　2软件进行后处理,获得对照组各种刺激下的平均激活图,分析患者组视野缺损与初级视觉皮层激活形式之间的对应关系。结果：在排除了扫描过程中头动及噪声影响后,患者组和对照组最终各入组10例。对照组单眼颞侧视野刺激时表现为对侧视觉皮层激活,鼻侧视野刺激时表现为同侧初级视觉皮层激活为主。患者组在接受颞侧视野刺激时双侧视觉皮层均未见激活,而给予鼻侧视野刺激时均表现为同侧视觉皮层激活。结论：正常情况下视野与初级视觉皮层之间存在对应关系,颞侧偏盲患者表现为以对侧初级视觉皮层激活下降为主,fMRI是反映视交叉异常对视觉皮层影响的有效方法。     

空间位置冲突信息诱发的事件相关电位

目的使用事件相关电位技术,探讨人脑处理空间位置信息冲突的工作机制。方法采用美国Neuroscan脑电诱发电位工作站,对16例健康受试者做刺激匹配的事件相关电位研究,要求受试者判断前后两个刺激的空间位置是否相同,并做出按键反应。结果当一对刺激的位置不同时,在第二个刺激出现后约270ms处从头皮可记录到一个明显的负波(N270),波幅以后头部最为明显。结论空间位置信息冲突可以诱发N270的产生。     

运动双手食指后应用磁源性影像对运动皮质及体感皮质定位

目的 确定运动双手食指后应用磁源性影像对运动皮质及体感皮质功能区定位的价值并探讨其成像方法。方法 6例受试者接受左、右侧视觉光刺激后运动相应侧食指，双手食指下方各放置一块垫板，垫扳上有一个光电偶合器，食指抬起后数据采集计算机即可将光电偶合的一刻为“零”对脑反应信号进行叠加。应用脑磁图记录运动及体感反应叠加后的脑电磁波并将其与相应受试者头MRI叠加形成磁源性影像。结果 食指运动后，每个受试者双侧半球均出现一个最高的波峰，左右半球潜伏期分别为(41．5&;#177;7．8)ms和(35．5&;#177;3．6)ms。受试者之间左、右半球皮质兴奋的潜伏期(WI)差异无显著意义(t＝2．046，P＝0．096)。将其CCD叠加到MRI上可见ECD均位于中央后回。每个受试者在最高波峰之前出现一个小的波峰，潜伏期为负值，左、右半球分别为-(52．9&;#177;25．9)ms和—(63．8&;#177;19．5)ms。受试者之间左、右半球皮质兴奋的潜伏期(W2)差异无显著意义(t＝1．342，P=0．237)。由磁源性影像显示兴奋的皮质位于中央前回。结论 磁源性影像可很好地显示健康受试者运动皮质及体感皮质，可对运动皮质及体感皮质进行精确定位。     

兔闪光刺激视觉诱发电位正常值测定

目的:闪光刺激视觉诱发电位可用来监测术中视神经及后视路的功能,也可以了解视觉传导通路上脑组织的血供情况。方法:实验于2004-09/2005-02在解放军总医院神经科学研究所神经生理实验室完成。选择中华大耳白兔30只,雌雄各半。按性别分为雌兔组和雄兔组,各15只。选用Viking-IV型术中监护仪和专用闪光刺激器。采用肌肉注射复方氯胺酮进行麻醉。记录电极置于枕外粗隆前方3mm(onion,Oz),参考电极置于同侧耳根部。刺激频率1.9Hz,放大器50μV。滤波范围:高通5Hz,低通100Hz。叠加平均次数200次,分析250ms。结果:纳入动物30只,均进入结果分析。①兔闪光刺激视觉诱发电位波形比较:兔闪光刺激视觉诱发电位的波形表现为PNP型(阳性-阴性-阳性)。左眼光刺激和右眼光刺激的闪光刺激视觉诱发电位表现极为近似,双眼光刺激的波幅则明显升高。②兔闪光刺激视觉诱发电位潜伏期和波幅测定:两组兔视觉诱发电位各波的潜伏期、波幅比较差异无显著性(P>0.05)。对30只兔左右两眼PNP各波进行分析,发现其左右两侧各波的波幅、潜伏期比较差异无显著性(P>0.05)。其中左眼PNP三波的潜伏期分别为P1(32.59±2.01)ms,N1(43.85±4.35)ms,P2(66.20±8.13)ms;左眼PNP的波幅分别是P1(16.45±10.22)μV,N1(7.93±3.56)μV,P2(17.62±8.18)μV。兔视觉诱发电位潜伏期的变异较小且稳定,而波幅的变异较大。结论:①兔闪光刺激视觉诱发电位波形稳定、重复性好。②雌雄两性闪光刺激视觉诱发电位的潜伏期和波幅统计学上无显著差异,左右两眼的闪光刺激视觉诱发电位表现无显著差异,可用于闪光刺激视觉诱发电位的进一步研究。     

节律性经颅交流电刺激对运动序列学习能力的影响

目的探究经颅交流电刺激对脑电节律和认知功能的影响。方法 2017年12月,年轻健康志愿者60例均分为4组,分别采用20 Hz经颅交流电刺激行左侧运动皮层(C3)真/伪刺激或右侧初级运动皮层(C4)真/伪刺激,刺激前后受试者完成左/右手随机/规律按键4种手指序列按键任务,任务过程中采集脑电信号。观察反应时、正确率;脑电信号进行事件相关谱扰动多重差值分析。结果 C4真刺激后,受试者左手任务反应时缩短。结论右侧初级运动皮层20 Hz经颅交流电刺激能提高左侧肢体运动序列学习能力。     

脑磁图SAM分析法定位皮质运动功能初步探讨

目的利用脑磁图SAM分析法研究健康受试者运动皮质反应及其磁源影像定位价值。方法10例右利手健康受试者给予tone音刺激,受试者听到声音后右手食指触压按键感应器。以运动触发为基点进行平均,选择触发点前后的波形分别用等价电流偶极子(ECD)和合成孔径磁场测量(SAM)进行分析,最终形成三维的脑功能影像图。结果所有10例受试SAM法均定位大脑皮层中央前回,与运动皮层解剖位置一致,ECD法7例定位于中央前回运动中枢,3例定位偏差。结论脑磁图SAM分析方法可以很好地显示皮质运动反应并能对皮层运动功能进行成功定位。     

不同视觉刺激模式对视觉诱发电位的影响

目的：通过视觉诱发电位探索适合的脑机接口视觉刺激模式。方法：采用ActiveOne生理信号测量系统和双计算机构建实验系统。利用VC＋＋语言编程，设计多种视觉刺激模式：模块闪烁方式、模块背景图案变化方式、模块字符变化方式。采用累加平均和小波滤波方法提取视觉诱发电位。结果：可以检测到多种视觉刺激模式引发的视觉诱发电位信号．不同刺激模式引发的诱发电位波形及诱出率存在差别。结论：模块闪烁、刺激模块棋盘格翻转、条纹变化、字符跳动等视觉刺激模式能引发波形幅度较大，易识别的视觉诱发电位信号，适用于脑机接口。在脑机接口应用中应提供多种视觉刺激模式供使用者选择。     

健康志愿者主观疼痛感觉相关的激光诱发电位研究

目的:通过激光诱发电位比较眶额皮质和初级体感皮层两个脑区与主观疼痛感觉的相关程度。方法:利用激光刺激诱发疼痛,令25名受试者用视觉模拟评分评价疼痛,同时用脑电记录激光诱发电位。用安慰剂干预受试者的主观疼痛感知。利用叠加平均、精准低分辨率层析成像(exact low resolution brain electromagnetic tomography,e LORETA)分析事件相关电位数据,结合统计方法评价眶额皮层和初级体感皮层内部的源信号变化与视觉模拟评分(visual analogue scale,VAS)变化之间的相关性,比较两个脑区与主观疼痛的相关度。结果:疼痛刺激对侧眶额皮质与主观疼痛的关系更加密切,初级体感皮层与主观疼痛的相关度不及眶额皮质。结论:疼痛刺激部位对侧眶额皮质更可能为编码主观疼痛感觉的大脑区域,而初级体感皮层可能只反映外周伤害性信息的传入。     

基于加速度信号的功能性踝关节不稳者动态姿势稳定性评价方法

目的 基于身体不同位置的加速度信号，比较采用不同算法获取的评价功能性踝关节不稳(FAI)者动态姿势稳定性指标的重测信度和鉴别效度。方法 2021年4月至6月于北京体育大学招募21例单侧FAI患者和21例踝关节正常者。3个惯性传感器粘贴于腰点、膝和踝位置。通过三维测力台和惯性传感器同步采集受试者多方向单腿落地测试中的地面反作用力(GRF)和运动学数据。采用无界三阶多项式(UTOP)拟合法计算稳定时间，通过均方根值计算稳定指数。结果 基于加速度信号与基于GRF计算的大部分指标相关，但相关系数较低(|r|=0.116～0.368, P <0.05)。基于身体不同位置的加速度信号得到的稳定时间和稳定指数表现出低到高的重测信度(CMC 0.30～0.91)。对女性受试者，基于加速度信号的稳定时间中，有11个评价指标达到一般至很高的鉴别效度(AUC=0.702～0.942, P <0.05)；稳定指数中，有8个指标达到一般水平的鉴别效度(AUC=0.717～0.782, P <0.05)。不同算法在男性受试者中未取得良好的鉴别效果。结论 基于腰点位置的加速度信号并应用UTOP算法...     

反向眼跳在精神病理学研究中的应用

反向眼跳是自主控制眼跳的一种,在该研究任务中,首先要求被试注视中央注视点(Fixation point,FP),然后呈现一个目标刺激(Target),要求被试不能看目标,而是看其相反的方向,看的位置要与目标到中央注视点的距离大致相等.反向眼跳的产生主要有两个过程:抑制一个朝向目标的自发眼跳和运用所获得的规则产生一个朝向相反方向的眼跳[1],是研究心理行为执行控制的有力工具,被神经病学家、精神病学家和心理学家应用于不同的研究领域.目前有越来越多的研究将反向眼跳任务应用于精神病与神经病患者的研究,如,精神分裂症,注意缺陷多动症(ADHD),强迫性神经官能症(OCD),亨廷顿疾病(Huntington's disease,HD),帕金森症,老年痴呆症等.本文重点回顾了近十年来将反向眼跳任务应用于精神病理学的研究进展,尤其关注精神分裂症患者的反向眼跳行为研究,同时对未来研究提出了具体建议,现报告如下.     

经颅磁刺激抑制健康人初级运动皮质后双侧中央前回精细分区的脑有效连接变化

目的观察经颅磁刺激抑制右侧初级运动皮质(M1)后双侧中央前回精细分区有效连接变化情况。方法选取21例健康志愿者纳入本研究,于持续短阵脉冲刺激(cTBS)干预前、后分别行静息态功能磁共振(rs-fMRI)检查,参照中科院自动化研究所制订的脑图谱对受试者双侧中央前回进行精细分区,选用Granger因果分析观察受试者双侧中央前回有效连接变化情况。结果经cTBS抑制右侧M1区后受试者双侧中央前回各亚区有效连接呈显著变化,右上肢功能区对左上肢、左头面部功能区的有效连接减弱,左上肢功能区对右侧头面部及右上肢功能区的有效连接增强。结论经cTBS抑制右侧M1区后,受试者双侧M1区上肢功能区的有效连接变化反映了半球间交互抑制,同时M1躯干功能区也发生了与上肢功能区方向相反的有效连接改变。     

健康受试者脑磁图M100发生源大脑半球空间位置差异的研究

目的研究健康受试者脑磁图脑诱发磁场发生源大脑半球空间位置差异。方法对31例健康受试者(男27例,女4例)分别给予左、右耳纯音刺激,刺激强度为90dB,频率为2kHz,刺激间隔1s,持续时间8ms,记录脑听觉诱发磁反应(AEFs)。结果AEFs的主要波峰为M100,位于双侧大脑半球颞横回,两侧ECD位置由头坐标系统中的X、Y、Z轴表示,结果显示给予左耳纯音刺激,ECD在左、右侧大脑半球X、Z轴无显著性差异(P>0.05),ECD在左、右侧大脑半球Y轴有显著性差异(P<0.05),给予右耳纯音刺激,ECD在左、右侧大脑半球X、Z轴无显著性差异(P>0.05),ECD在左、右侧大脑半球Y轴有显著性差异(P<0.05)。结论健康青年人对纯音刺激的诱发磁反应左、右侧半球反应位置在Y轴存在显著性差异,M100位置均在Y轴显示不对称,即左侧M100位置位于颞横回偏后,右侧M100位置位于颞横回偏前。     

低剂量水合氯醛镇静对儿童视觉区BOLD-fMRI反应影响的自身对照研究

目的通过自身对照的方法探讨低剂量(30mg/kg)水和氯醛镇静对儿童视觉区BOLD信号反应的影响。方法选取12名健康儿童分别在清醒闭眼和口服水合氯醛(30mg/kg)镇静的状态下行fMRI检查,视觉刺激用2Hz闪烁光,fMRI数据采用SPM2软件进行后处理(ROI),分别计算清醒状态与镇静状态的brodmann(BA)17,18,19区的激活像素数目、HRF峰值信号变化率,进行配对t检验。结果镇静状态视觉区的激活像素显著小于清醒状态。在所检查的12名儿童中,有5名清醒儿童HRF信号变化率为负值。除2名没有进行镇静状态下试验的儿童外,镇静组和非镇静组原始视觉区的激活像素数目和HRF信号变化率未见显著性差异。结论低剂量(30mg/kg)的水合氯醛镇静对儿童原始视觉区fMRI的视觉刺激检查结果无显著影响。