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感觉运动门控对动物的行为状态比较敏感。在测试时应尽量让动物处于安静、舒适、温度适宜和无关刺激少的环境中。突然的应激会使动物体内的与紧张因素有关的激素水平升高,因而可能会损伤正常的感觉门控。在测试前选择动物时,要注意选择合适的动物品系、年龄和性别,如在我们的实验中发现Wistar大鼠比SD大鼠更敏感。在PPI测试中,动物第一次测试的成绩数据不稳定,在两次或两次以上测试后就很稳定,在前脉冲抑制实验中,每只动物可以重复使用5~6次,实验次数不宜太多,避免动物因适应而不再有灵敏的惊跳反射。
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(何淑嫦)
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现代生理心理学实验教程 实验32 脑活体动态测定技术(一)
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【实验目的】
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通过用PET记录注意(attentive)条件与被动观看(passive viewing)条件下的大脑活动并加以分析,对PET的基本知识和注意对视觉加工的调控现象有初步了解。
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本实验为演示实验主要由教师完成,学生通过现场观看演示形成初步认识。
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【理论基础】
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正电子发射断层成像(positron emission tomography,PET)技术的生理基础是参与认知加工的脑区局部脑血流(regional cerebral blood flow,rCBF)的变化。大脑在完成某些认知功能时,与该任务相关的脑区活动增加,从而引起该区域的局部脑血流流量线性增大。探测这种局部脑血流变化的技术建立在放射自显影技术(autoradiographictechnique)的基础上。与其他放射诊断学中的造影技术类似,PET首先需要通过静脉注射含有放射性同位素的造影剂(也称对比剂,contrast media),随后造影剂会随着血流进入脑部,便可以用设备记录下脑不同部位放射性的强度。通过比较某因素不同水平下脑部放射性强度的差别,可以了解是哪些脑区与该因素有关。考虑到健康问题,实验中常使用的造影剂(如H215O)所含放射性同位素的半衰期很短(123s)。
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注意能够增强被注意选择的刺激的信息加工,在有关脑区产生更强的神经活动,并进而使得与该刺激属性相关的认知任务表现出较好的行为表现,如较短的反应时(reactiontime,RT)和较高的正确率。在空间维度上,注意某侧空间将使大脑对侧后部的梭状回(fusiform gyrus)等脑区活动增强,PET技术可以用于观察这种现象。
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【实验用品】
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正电子发射断层成像系统,加速器,刺激呈现系统,H215O(由加速器产生),SPM99软件包。
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实验材料:使用刺激生成软件产生实验刺激图形序列。屏幕中央始终有一个十字形注视点(视角约0.4°×0.4°),在其左右双侧同时快速呈现圆形棋盘格刺激(直径为2°视角,呈现时间100ms,刺激间隔时间在250~350ms随机)。其中有小部分(如10%)棋盘格具有较高的亮度,这部分刺激图形作为目标,在注意条件下被试看到时按键反应。
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【实验内容】
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1.准备记录
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预先告知被试实验内容和任务,以及如何按键反应,并叮嘱实验中保持头部不动。随后被试平躺在被试床上,固定头部,在手臂上接好静脉注射用的导管,调整好视野后送入PET仪的腔体中。
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2.数据记录
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在每组实验开始前告知被试当前任务。任务分为三种:盯着注视点被动观看、盯着注视点同时注意左侧刺激并对该侧较亮的棋盘格按键反应、盯着注视点同时注意右侧刺激并对该侧较亮的棋盘格按键反应。三种任务随机使用。实验中被试保持头部不动。每组实验开始30s后进行静脉注射(H2O15,15mCi),随后在放射性达到阈值后采集数据并持续40s。共进行六组实验,每种条件两组。
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【结果处理】
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(1)图像对准。数据处理使用SPM99软件包中的PET/SPECT模块。首先将来自单个被试的图像采用least squares方法进行对准(realignment),对准后生成已对准的新图像文件。
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(2)图像标准化。调用标准模版图像(template image),将已对准的图像标准化(normalization)。标准化后的图像处于标准的Talairach坐标空间中,可以准确地分辨不同位置对应的脑结构。
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(3)图像平滑。使用高斯滤波(Gaussian filter)对图像进行平滑(smoothing),其中FWHM(full-width at half maximum)参数的大小(mm)建议选择扫描体积素(voxel)大小的2~3倍。这一过程可以提高图像的信噪比,而且使图像符合高斯场模型(Gaussian-field model),这对于使用该模型进行统计推论十分重要。
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(4)模型检验。在软件界面上选择PET/SPECT模型(PET/SPECT models),根据具体情况输入参数,以确定分析的设计矩阵(design matrix)。随后使用高斯场模型进行估计(estimation),给出每个对应体积素的z检验结果(SPM{z})。经多重比较校正(multiple-comparison correction)后z检验仍高度显著(p<0.01)的体积素可以认为具有统计显著性。
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