生理心理學(xué)第一講

1、第一節(jié) _ 常規(guī)解剖學(xué)檢查方法常規(guī)組織學(xué)方法組織化學(xué)技術(shù)第二節(jié) 干預(yù)腦功能的手段手術(shù)損傷法刺激法腦立體定位技術(shù)腦損毀后的行為評定第三節(jié) 腦功能的電磁記錄技術(shù)腦電圖誘發(fā)電位腦磁圖第四節(jié) 常用的腦成像技術(shù)計(jì)算機(jī)斷層掃描技術(shù)正電子放射掃描技術(shù)核磁共振顯影技術(shù)第一節(jié) 常規(guī)解剖學(xué)檢查方法 麻醉 , 用生理鹽水灌注動(dòng)物心臟 10% 的福爾馬林固定腦組織 一般的切片機(jī) ,10.80 微米的薄片 大細(xì)胞 和較突出纖維束的輪廓 行為實(shí)驗(yàn)常規(guī)組織學(xué)方法灌注固定切片染色:玻璃載物片 , 投入化學(xué)試劑中染色 蓋上蓋玻片 .組織化學(xué)技術(shù)熒光組織化學(xué)技術(shù) - 甲醛誘發(fā)熒光的組織化學(xué)方法腦內(nèi)單胺類神經(jīng)遞質(zhì)+甲醛蒸汽甲醛縮合

2、反應(yīng) 黃綠色熒光的物質(zhì) 研究動(dòng)物行為與單胺類神經(jīng)遞質(zhì)化學(xué)通路間關(guān)系. 步驟 : 行為測量, 從而迅速地去掉組織中指在真空中通過冰點(diǎn)以下的溫度 , 使組織中的冰全部升華而出 的水分 ,達(dá)到干燥的目的 用熱的甲醛蒸汽熏已經(jīng)干燥的組織標(biāo)本 低溫干燥 甲醛縮合反應(yīng) 石蠟包埋 , 切片 熒 光顯微鏡 下觀察單胺類遞質(zhì)在腦組織內(nèi)定位分布情況 處死動(dòng)物 , 切下所需的腦組織辣根過氧化酶法 (Horseradish peroxidase, HRP) 神經(jīng)細(xì)胞標(biāo)記方法單一神經(jīng)元完整形態(tài)學(xué)變 化 步驟 :將辣根過氧化酶注入腦內(nèi)細(xì)胞微電極或微電泳技術(shù) 酶沿神經(jīng)元軸漿流分布于細(xì)胞的各 組成部分 , 使其蛋白質(zhì)氧化變黑

3、 常規(guī)冰 凍 , 制成切片 行為測量 顯微鏡下觀察 第二節(jié) 干預(yù)腦功能的手段 研究腦功能的最重要的方法之一 腦 損毀 , 觀察動(dòng)物隨后的行為實(shí)驗(yàn)切除術(shù) (experimental ablation)吸出法麻醉動(dòng)物打開顱骨切開腦膜 副壓吸引泵的玻璃細(xì)管的管口放在要吸出的皮質(zhì)表面 , 將皮質(zhì)吸到管內(nèi) 吸出大腦皮質(zhì)手術(shù)損傷法電解損傷 一種高頻交流電 一根只有尖端部分裸露的不銹鋼絲 ( 皮層下區(qū)域的腦損毀 ) 電極插入確定的腦結(jié)構(gòu) 通以射頻 (radio frequency,RF) 電流 . 電流通過腦組織產(chǎn)生熱量 , 將電極尖端部分的細(xì)胞燒傷致死 同時(shí)也將把過路神經(jīng)損毀 a . 直流電解 : 直流電

4、通過腦組織可將神經(jīng)元內(nèi)的物質(zhì)電解 , 導(dǎo)致神經(jīng)元的死亡 . 易留下金屬的離子 .交流電損毀 ： 高頻率的交流電通過腦組織能產(chǎn)生熱量，可將電極周圍的細(xì)胞體和軸突燒傷.留下金屬離子 .神經(jīng)化學(xué)損傷原理 ：用神經(jīng)毒劑或化學(xué)阻斷劑來干擾腦內(nèi)蛋白質(zhì)，核酸或其它一些神經(jīng)遞質(zhì)的代謝來 導(dǎo)致腦機(jī)能失調(diào) .特異性高 ， 選擇性強(qiáng)永久性的腦損傷 ， 非暫時(shí)腦損傷 （ 可逆性腦損傷 ）.冷凍法原理 ：利用冷凍探頭 ，放在開顱后的硬腦膜下 ，使溫度降至 20 C 時(shí)，即可產(chǎn)生大腦皮質(zhì)局 部性 短暫功能阻斷效應(yīng) . 拿掉冷凍探頭 ， 腦組織溫度回升 ， 其功能不僅可以恢復(fù) ， 尚無組 織變性的 繼發(fā)性后作用, 以觀察藥

5、物對德國精神科醫(yī)生可逆性腦損傷刺激法物理刺激法 a 電刺激法 b. 激光刺激X 射線輻照微波照射 用微弱電流或化學(xué)物質(zhì)直接作用于腦的個(gè)別部位而產(chǎn)生行為反應(yīng)的方法腦內(nèi)化學(xué)刺激a . 化學(xué)刺激 選擇性強(qiáng) , 容易闡明其機(jī)理 . 對神經(jīng)的傳導(dǎo)發(fā)生直接影響 .b. 工具性藥物 將生物化學(xué)物質(zhì)通過預(yù)先埋植在動(dòng)物腦的一定部位的小管注入動(dòng) 物腦內(nèi) 動(dòng)物行為的影響腦立體定位技術(shù)腦圖譜參考點(diǎn) : 囟門 ,前囟 .立體定位儀 三個(gè)主要部分 :標(biāo)尺 .電極和導(dǎo)管夾持器 .固定動(dòng)物頭部的耳桿 ,門齒溝 . 使用立體定位儀進(jìn)行實(shí)驗(yàn) :腦損傷后的行為評定 損毀研究 (lesion studies):解釋腦損傷結(jié)果 : 必

6、須非常謹(jǐn)慎 . 大腦所有區(qū)域都是相互關(guān)聯(lián)的事實(shí)使損毀研究的解釋復(fù)雜化第三節(jié) 腦功能的電磁記錄技術(shù) 腦內(nèi)信息表達(dá)神經(jīng)元的興奮模式動(dòng)作電位腦的電活動(dòng)的獲得 :直接獲得腦電圖 間接獲得腦成像技術(shù)腦電圖19 世紀(jì)后期 , 電測量和電記錄技術(shù)的發(fā)展 , 成為推動(dòng)當(dāng)代神經(jīng)科學(xué)的最大動(dòng)力之一Hans Berger 發(fā)現(xiàn)人腦存在持續(xù)的電活動(dòng) , 而且可以記錄A. 腦電記錄B. 腦電圖 自發(fā)腦電活動(dòng)大腦皮層連續(xù)的節(jié)律性電位變化 .事件相關(guān)電位人體誘發(fā)電位 (evoked potential,EP):平均誘發(fā)電位 (average evoked potentials, AEP)事件相關(guān)電位 (event-rela

7、ted potential, ERP): 由于 ERP 是腦產(chǎn)生的 , 所以有人有時(shí)稱之 為事件相關(guān)腦 電位 (event-related brain potentials).( 魏景漢等 ,2001)A. ERP 定義廣義 : 凡是外加一種特定的刺激作用于機(jī)體 , 在給予刺激或撤消刺激時(shí) , 在神經(jīng)系統(tǒng)任何部位引起 的 電位變化 .撤消刺激時(shí)引起電位的物理量約等于給予刺激時(shí)的 1/7狹義 :凡是外加一種特定的刺激 , 作用于感覺系統(tǒng)的某一部位 , 在給予刺激或撤消刺激 () 時(shí) ,在腦區(qū) 引起的電 位變化 .B. ERP 的成分按潛伏期分類 :早成分 中成分 晚成分按照刺激來源分類 : 外源

8、性成分 內(nèi)源性成分ERP 的特性 : (1)淹沒,約2微伏 約 10微伏.(2) 兩個(gè)恒定 :潛伏期 ,波形 .腦電圖技術(shù) 單極導(dǎo)聯(lián) 雙極導(dǎo)聯(lián)將頭皮電極與腦電機(jī)輸入部分連接的方式 導(dǎo)聯(lián)方法A. 電極放置 10-20 系統(tǒng)B. ERP 數(shù)據(jù)提取過程EEG 放大 A/D 疊加 總 測量 轉(zhuǎn) 排偽 存盤 平 繪圖EOG 模濾 換 數(shù)濾 均 統(tǒng)計(jì) 模擬 / 數(shù)字 磁帶記錄 （ 離線式 ）采樣 模數(shù)轉(zhuǎn)換 采樣頻率 存盤處理軟件臨床應(yīng)用在當(dāng)代認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)中的應(yīng)用 在完成某一認(rèn)知任務(wù)時(shí) , 腦內(nèi)各部分的興奮的時(shí)間進(jìn)程 意選擇的解剖部位 , 用于檢驗(yàn)語言理論的一些假設(shè)等記憶的編碼和提取過程的研究 在學(xué)習(xí)階段采

9、用不同記憶策略腦地形圖ERP 的優(yōu)勢及局限性優(yōu)勢 : 無損傷且較易獲得 , 時(shí)間分辨率較高 局限性 : 空間分辨率不足 .（ 腦磁圖可以補(bǔ)償它的部分缺憾 ）腦磁圖A. 腦磁圖裝置 腦磁圖是在腦殼上的磁強(qiáng)計(jì)測到的腦電活動(dòng)產(chǎn)生的磁場 超導(dǎo)量子干涉儀 傳感器 電子計(jì)算機(jī)優(yōu)勢 :MEG 可以記錄自發(fā)和誘發(fā)的腦活動(dòng)時(shí)間分辨率可達(dá)毫秒級(jí) .局限性 :設(shè)備過于高昂第四節(jié) 常用的活體腦成像技術(shù)計(jì)算機(jī)軸斷層描技術(shù)正電子放射層描技術(shù)核磁共振顯影技術(shù)常用的腦觀測方法的時(shí)間 ,空間分辨率的比較研究腦內(nèi)注(SQUID):計(jì)算機(jī)軸斷層描技術(shù)(computerized axial tomography - CT)原理：將X

10、光照相和計(jì)算機(jī)處理方法結(jié)合起來觀察活腦的組織病變X 射線裝置 :X 射線管 光檢測器計(jì)算機(jī)成像 優(yōu)勢 :腦結(jié)構(gòu)成像局限 :空間分辨率稍顯不足 , 病變結(jié)構(gòu)需足夠大正電子放射層描技術(shù)(positron emission tomography, PET)PET 原理根據(jù)神經(jīng)活動(dòng)中所放出的帶電正離子 , 使某些在神經(jīng)活動(dòng)中使用的化學(xué)物質(zhì)帶放射性 (), 然 后注入病 人體內(nèi) .通過回旋加速器產(chǎn)生的放射核素 , 合成能發(fā)射正電子的放射性示蹤物 優(yōu)勢 : 得到某些活性物質(zhì)代謝速率的機(jī)能動(dòng)態(tài)圖像 . 空間分辨率較高 . 局限性 : 損傷性 設(shè)備費(fèi)用高昂 ：即要求每一臺(tái) PET 配備一臺(tái)加速器 .核磁共振顯

11、影技術(shù)(magnetic resonance imaging, MRI)A. 核磁共振現(xiàn)象 ( Nucleus magnetic resonance,NMR)在一個(gè)極強(qiáng)的磁場中 ,腦內(nèi)某些物質(zhì)的原子核在射頻電磁波的能量激發(fā)下吸收能量, 隨后又 能發(fā)射能量的現(xiàn)象 .物理原理B. 磁共振顯影技術(shù) ( magnetic resonance imaging MRI)腦放置在強(qiáng)的均勻磁場中 , 一個(gè)適當(dāng)?shù)纳漕l脈沖通過時(shí) , 在頻率場的激勵(lì)下 , 原子核發(fā)生磁能 級(jí)的共. 計(jì)算機(jī)處理將檢測數(shù)據(jù)構(gòu)成腦結(jié)構(gòu)圖像振 , 此種核磁共振效應(yīng)可為安放在頭殼周圍的線圈所檢測 空間分辨率 ： 2 毫米 時(shí)間分辨率 ： 秒級(jí) 獲得腦結(jié)構(gòu)圖像 第四節(jié) 常用的活體腦成像技術(shù)功能磁共振顯影技術(shù) （ Functional magnetic resonance imaging, fMRI ）從 90 年代開始 ，發(fā)展不同的用 MRI 測量腦的局部血流的技術(shù) ，如血氧水平依賴對比 （BOLD ）方 法 .BOLD 法原理 ：目前采用的 BOLD 法是有效的 .獲得腦的功能圖像常用技術(shù)的時(shí)間 ， 空間分辨率的比較各種技術(shù)的比較時(shí)間分辨率fMRI,PET 的時(shí)間分辨率受 ”血液動(dòng)力學(xué) ”因素的制約 ；永遠(yuǎn)不能達(dá)到像 EEG,ME （那樣高的毫秒 級(jí)的 時(shí)