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认知心理学：认知科学与你的生活（原书第5版） 2.4.2 磁共振成像
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尽管是一种重要的神经心理学诊断工具，人们已较少使用CAT扫描现，而转用一种新的大脑成像技术，磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）。和CAT扫描一样，MRI也提供有关神经解剖方面的信息。与CAT扫描不同的是，MRI能避免暴露在辐射之下，而且一般能够得到更为清晰的照片。下图是一张MRI扫描的片子。
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一个MRI扫描图像，不同的图像图示着大脑的不同切片图像。
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接受MRI扫描的人一般躺在一个管状的装置中，环绕人体的是一个很强的磁场。无线电波被指引向头部（或接受扫描的身体部位），它会使这些组织中氢原子的原子核以一种可预期的方式排列。计算机对这些原子的排列信息加以整理，并形成一张复合的三维图像，任何期望了解的横切面都可以进一步进行检查。
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MRI扫描常常作为一种可供选择的技术，因为它可以生成最为清晰的大脑图像。然而，并不是人人都可以进行MRI扫描。MRI扫描中产生的磁场会影响电场，所以安装心脏起搏器的人不适合做MRI（起搏器会产生电信号）。另外，身体内部有金属的人，如安装动脉支架的人也不适合做。磁场可能使金属在体内移位，从而造成伤害（但用来加固表面的金属，如牙科用的填充物，则不成问题）。由于MRI要求人静止不动地躺在管状的机器当中，留给胳膊移动的空间很少，那些患有幽闭空间恐惧症的人同样不适合此项技术。
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正如已经提到过的那样，这两项技术能够提供脑部结构的图像照片，研究者可以运用这些照片指出损伤或其他病变的区域位置。然而，这些扫描提供的是大脑不同部位相对静止的图像，而不能提供很多关于大脑功能方面的信息，即当人们从事不同任务时，显示大脑的哪个区域正在活动。为了解决这个问题，就需要其他不同的大脑成像技术。令人高兴的是，最近的技术发展已满足这样的需要。
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认知心理学：认知科学与你的生活（原书第5版） 2.4.3 正电子发射断层扫描
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同样可以追溯到20世纪70年代的一种功能性大脑成像技术称为正电子发射断层扫描（positron emission tomography，PET）。这一技术中要注射用来标记的放射性化合物（碳、氮、氧或氟的放射性同位素，可以快速释放伽马射线的逊原子微粒，并且都可以被脑外部的仪器装置检测到）。PET扫描测量大脑不同区域的血液流动情况，可以形成大脑的电子图像，显示某一时刻大脑最为活跃的区域（Posner & Raichle，1994）。PET另外一种变式是测量局部新陈代谢的改变，而不去测量血液的流动，注射的是与葡萄糖结构相同的放射性同位素——荧光脱氧葡萄糖。
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PET扫描的依据是，当某个区域的大脑处于活跃状态时，会有更多的血液流向该部位，那里的细胞也会吸取更多从流经血管中渗透的葡萄糖（Frith & Friston，1997；Kung，1993）。接受PET扫描的人通常采取坐姿，头上戴一个由光电管组成的网罩。通过静脉注射将放射性示踪剂，一般是15O2（去除一个电子的氧原子），以水的形式（即H215O）注入人体。30秒之内示踪剂就可以抵达脑部区域。示踪剂15O在脑部区域的聚集可以显示流经该区域的血流量的比例（Banich，2004）。在大约两分钟的放射性同位素示踪剂的半衰期之前，可以进行若干次的扫描，显示流经该区域的血液数量（Frith＆Friston，1997）。
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另外一种测量大脑血液流动的技术称为单光子发射计算断层扫描（single-photon emission computed tomogra-phy，SPECT）。其基本技术原理与PET扫描类似，但却不需要PET扫描那样昂贵的仪器，因此有时也被称为“穷人的PET”（Zillmer & Spiers，2001）。
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如同CAT扫描一样，PET和SPECT扫描也要用到放射物。此外，PET扫描显示的是一定时间内的大脑平均活动状况，时间大约从一分半钟（对于示踪剂15O而言）到一个小时，因此很难确定大脑活动的时间进程。PET扫描还需要不是轻易就能够获得的非常昂贵的设备。
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认知心理学：认知科学与你的生活（原书第5版） 2.4.4 功能性磁共振成像
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一项新的技术提供了一种克服这些困难的办法。功能性磁共振成像（functional magnetic resonance imaging，fMRI），它所依据的是血液具有磁性的特性。心脏携带的血液磁性最大。而当血液流经毛细血管时，磁性就会减弱。有活动显示的大脑区域，可以表现出血液中含氧和脱氧比例的变化（Banich，2004）。fMRI扫描运用现成的MRI设备，但提供给医生和研究者的是不带伤害、不含辐射地检测不同大脑区域血流情况的方法。图2-5提供的就是一幅fMRI扫描的例子。
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图2-5 一个fMRI扫描的例子，其中大脑扫描中高亮的颜色说明更强的新陈代谢活动
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这些研究大脑功能运作方式的技术，使得在认知心理学领域产生新联合、引发新问题成为可能。在这些技术出现之前，认知理论是不涉及那些为不同认知加工过程提供保证的生物学机制的。而现在，认知神经科学家依据一种新的假设提出他们的发现：“大脑内部的生理活动及其功能状态之间的映射关系是这样的，如果两种实验条件与不同的神经活动模式相联系，我们就可以认为它们所参与的是不同的认知功能”（Rugg，1997，p.5）。例如，最近一次对275例PET和fMRI研究的回顾总结表明（Cabeza & Nyberg，2000）：不同的认知功能如注意、知觉、意象、语言和记忆，所激活的大脑区域是不同的。
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认知心理学：认知科学与你的生活（原书第5版） 2.5 其他记录大脑活动的技术