认知神经科学仪器手段_认知神经科学研究方法
认知神经科学仪器手段由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“认知神经科学研究方法”。
1.认知神经科学研究中，有哪些主要功能成像技术？（1）P正电子发射层析照相术（PET），1986，把示踪同位素注入人体，同位素释放出的正电子与脑组织中的电子相遇时，会发生湮灭作用，产生一对方向几乎相反的-射线，可以被专门的装置探测到，据此可以得到同位素的位置分布。常用的同位素包括11C，13N，15O，18F，68Ca。PET可被用来测量大脑的各种活动，包括葡萄糖代谢、耗氧量、血流量等等，特别是血流量已被证实是反映大脑功能变化的一个可靠的指标。例：将氢与氧的一种放射性同位素如15O化合成标记水，注入手臂静脉后，只需1分多钟时间便在脑内聚集，由于标记水不断放出正电子，于是就可以得到一幅脑血流像。PET成像的一个基本策略是，在实验条件和对照条件下分别得到一幅脑血流像，对照条件除了不包括要研究的实验因素外，其他方面都尽可能与实验条件相同。然后将两幅图像相减，所得到的PET图像即是与要研究的实验因素相关的脑血流像，图中较“亮”的区域被认为是由这个(些)实验因素所激活的区域。
（2）功能磁共振成像术(FMRI：Functional Magnetic Resonance imaging)：1990s，它由以下几种成像技术组成：①基于血氧水平(BOLD：Blood Oxygenation Level Dependent)的大脑活动成像，用以显示在执行特定任务时大脑相关区域的兴奋状况。这种技术已被广泛应用于大脑的认知活动及其功能定位研究。人们通常所说的“功能磁共振成像”常常就是特指这种方式的成像，记作fMRI。②微观水活动性成像(弥散(diffusion)／灌注(perfusion)成像)，可用以提供由于血管疾病导致脑组织坏死过程的时态信息。③微血管血液动力学(脑血流和血容量)成像，用于显示脑血管病理学状态。与PET的主要反映氧与葡萄糖的代谢不同，fMRI反映的是血液中含氧量的变化，而研究表明这种变化与神经活动是密切相关的。
优点：①信号直接来自脑组织功能性的变化，无须注入造影剂、同位素或其他物质，故是无创性的方法，且简便易行，同一被试可以反复参加实验。②它可以同时提供结构的和功能的图像，这一点对于准确的功能定位是至关重要的。③它的空间分辨率非常高，可以达到l mm，是目前主流成像工具中最好的；成像速度也可达几十毫秒。④有大量成像参数供实验者自由控制，以实现各种特定效果的扫描。
不足：①由于它不是直接检测神经活动，而是滞后于神经活动一般达5～8s的氧信号，所以它的时间分辨率低于EEG和MEG。②不适于幽闭恐怖症患者。③其扫描过程中的巨大噪声也妨碍了它在听觉研究上的应用。④系统造价高。
减法设计，单刺激实验模式，事件相关设计
（3）脑电(EEG：Electroencephalograph)：大脑工作时，神经细胞中离子的运动产生电流，在头皮表面形成微弱的(微伏级)电位，脑电装置通过高灵敏度的电极和放大器来探测这些电位。传统上，脑电主要是通过波幅、潜伏期和电位或电流的空间分布等指标来提供大脑工作过程的信息。由于脑电信号通常伴随着巨大的噪声，故在认知科学研究中最常使用的是“事件相关电位(ERP：Event—Related Potential)”方法，即多次进行重复刺激，然后对相同刺激下记录到的电位数据做迭加平均，以滤去噪声，得到与刺激相关的电信号，其信噪比与迭加次数的平方根成正比。
优点：直接反映了神经的电活动，有着极高的时间分辨率，几乎达到实时；而且它的造价较低，使用、维护也较方便；同时它也是完全无创性的。
不足：其空间分辨率较低，各种定位算法的可靠性亦有待进一步证实。
1、如何理解过去知识经验在知觉过程中的作用？
（1）斑点图，言语对知觉的影响，定势效应。
（2）Warren(1970年)的音素恢复实验It was found that the *eel was on the axle/shoe/orange/table.Miller和Isard用正常句,异常句,非语法句呈现一系列单词，对不同类型句子知觉正确率不同。（3）Tulving,Mandler和Baumal的实验，实验中上下文类型，靶子词呈现的时间为自变量。例如，disorder，filled with dirt and disorder，The huge slum was filled with dirt and disorder（上下、下上兼有）。
2、对模板说、原型说和特征说进行简要评介。（1）模板匹配理论（Template-matching Theories），在长时记忆所编码的信息中，存储着各式各样的来自个体过去的各种外部模式的拷贝或复本，即模板，它们与外部的刺激模式存在着一一对应的关系。当一个刺激作用于人的感觉器官时，刺激信息得到编码并与头脑中所存储的模板进行比较和匹配，确定哪一个模板与刺激信息最为吻合，就把该刺激信息确认为是与头脑中的某个模板相同，即产生模式识别效应。模式识别是刺激信息与脑中某个或某些模板产生最佳匹配的过程。
缺陷：强调刺激信息与脑中模板的最佳匹配，如果刺激信息稍有变化，就无法与模板最佳匹配，无法完成模式识别。存储无数个模板，会给记忆带来沉重负担，也会使人在识别事物时缺少灵活性。无法解释为何有时能够非常迅速地识别一个新的、不熟悉的事物。没有说明模板匹配的信息编码形式，即外部刺激模式与脑中模板的比较是平行加工还是系列加工；是从局部开始还是从整体开始等。（2）原型匹配理论（Prototype Theories）：Reed(1972,1973)用人的面部简图识别实验提出原型匹配模型。原型是一类事物所具有的基本的、共同的特征。所有的外部刺激信息，都是以原型的表征方式存储于人的长时记忆系统中，任何具体事物都是通过原型及其一系列变式存储在人脑中的。人的长时记忆中，存储着的不是与外部客观事物一一对应的具体模板，而是一系列客观事物的原型，外部刺激信息或事物只要能与人脑中的原型相匹配，即完成了模式识别。
优点：减轻记忆负担，使人的模式识别，活动更加灵活。
缺点：没有非常具体和详细地描述刺激与原型之间的匹配过程。（3）特征匹配理论或区别性特征理论（Distinctive-Feature Theories）：任何模式都可以被分解成诸多特征或属性，模式识别，就是通过对刺激信息特征的分析，抽取出该刺激模式，的有关特征或属性加以合并，再与长时记忆中所存储，的各种刺激的特征进行比较，一旦获得了最佳的匹配，来自外部的刺激信息模式就得到了识别。如各种字体的同一个字，只要其基本特征保持不变，就可得到识别。优点: 更灵活有效地解释人的模式识别过程。
缺点：忽略了自上而下的加工过程。一个模式识别理论，不应只是简单地罗列刺激中能够发现的些特征，还必须描述特征之间的物理关系，如：T和L特征一样，物理关系不一样。只能解释相对简单的字母识别，很难解释更复杂的刺激的识别过程。
3、在教学过程如何充分发挥知觉的优势效应？
1、你是如何理解注意的产生的？（1）
2、比较注意的过滤器模型和衰减模型的异同。
（1）过滤器模型(Broadbent,1958)双耳同时分听实验,认为人的神经系统高级中枢的加工能力是有限的，为了避免系统超载，就需要某种过滤器对之加以调节，选择其中较少的信息进入高级分析阶段，将受到进一步加工而被识别和存储，其他信息不能通过。
（2）注意的衰减器模型(attenuation model)(Treisman,1960)：双耳同时分听的追随耳程序实验。左耳（追随耳）：There is a house understand the word.右耳（非追随耳）：Knowledge of on a hill.结果，被试都报告为：There is a house on a hill.并声称是从一只耳朵听到的。过滤器不是只允许一个通道（追随耳）的信息通过，而是既允许追随耳的信息通过，也允许非追随耳的信息通过，只是非追随耳的信号受到衰减，但其中一些信息仍可得到高级加工。为双通道模型，注意是在信息通道之间进行分配。同：两者都认为高级分析水平的容量有限，必须由过滤器加以调节；两者都认为过滤器的位置应处在初级分析和高级意义分析之间；注意选择都具有知觉性质。
3、比较注意的反应选择模型和知觉选择模型的异同。
（1）反应选择模型(Deutsch & Deutsch, 1963)：由感觉通道输入的所有信息都可进入高级分析水平，得到知觉加工，并加以识别。而注意选择位于知觉和工作记忆之间，即过滤器不在于选择知觉刺激，而在于选择对刺激的反应。其选择标准是刺激对于人的重要性。对于重要的刺激，才会做出反应。注意是对反应的选择。
（2）异：注意选择发生的位置（时间），一个在知觉阶段，一个在反应阶段。
4、怎样看待两种加工方式在注意保持中作用？
（1）Schneider 和Shiffrin(1997)提出了与注意有关的两种加工层次，即自动加工(automatic proceing)和控制加工(control proceing)。自动加工主要用在容易的、涉及高度熟悉项目的任务中，自动加工是平行的，人可以同时处理两个或更多的项目。控制加工主要用在困难的或涉及不熟悉项目的任务中，控制加工是系列的，一次只能处理一个项目。当任务容易时，人倾向于使用自动加工，这时，人获得非注意信息的特征就会相对容易。当任务困难时，人将使用控制加工，这时，人几乎不能注意到非注意信息的特征。5.特征整合理论
（1）特征整合理论（Feature-integration theory ,FIT）(Treisman & Gelade.1980)，将客体知觉过程分成早期的前注意阶段和特征整合阶段。理论的出发点是知觉的特征分析。知觉在前注意阶段是对特征进行自动的平行加工，无需注意，而在整合阶段，通过集中注意将诸特征整合为客体，其加工方式是系列的。对特征和客体的加工是在知觉过程的不同阶段实现的。她将特征看作是某个维度的一个特定值，而客体则是一些特征的结合。例如，图形、颜色都是维度，三角形、红色则分别为这两个维度的值，而红色三角形是红色和三角形这两个特征值所组成的客体。“错觉性结合”。
6.负启动效应：目标扩散和分心抑制-扩散抑制理论—资源有限
1、评述记忆信息三级加工模型。
（1）Atkinson-Shiffrin记忆系统模型及扩展，右为典型模型，A-S模型简化。
Craik等人的实验结果表明：简单的复述并不能使信息从短时记忆进入长时记忆中。记忆的效果不仅依赖对项目本的加工，而且也依赖对项目上下文的加工。虽然感觉分析必然要在语义分析之前，但是其他的加工却不是按上下级组成一系列水平，而是一种编码的侧向扩散。
2、评述加工水平说。
（1）加工水平说，作用于人的刺激要经受一系列不同水平的分析，从表浅的感觉分析开始，到较深的、较复杂的、抽象的和语义的分析。Craik等人的实验结果表明：简单的复述并不能使信息从短时记忆进入长时记忆中。记忆的效果不仅依赖对项目本的加工，而且也依赖对项目上下文的加工。虽然感觉分析必然要在语义分析之前，但是其他的加工却不是按上下级组成一系列水平，而是一种编码的侧向扩散。
（2）在Craik等人提出加工层次的概念以前，记忆的研究者几乎没有注意到知觉和记忆的关系，也不知道编码、加工过程具有多种形式因而是灵活多变的。多重存储模型只强调复述一种加工过程，有很大的局限性。现在，所有的记忆理论都必须对性质不同、丰富多彩的加工过程作出说明。另外，加工层次概念奠定了一个基础，使得研究者有理由推论编码障碍（encoding deficits）是记忆障碍的一种原因。加工层次途径也有它的缺陷，即加工深度没有独立的指标来规定。这样，加工深度就是由实验结果来定义的，记得好的必定是加工层次深的；而加工层次概念认为，加工层次深的，必定记得好。这也就陷入了循环论证的圈子里了。Craik等人非常理解这一问题，曾尝试使用加工时间作为独立指标来测量加工层次，但实验研究表明，加工时间与各加工层次并没有对立关系。
