生理心理学第一讲

1、第一节 _ 常规解剖学检查方法常规组织学方法组织化学技术第二节 干预脑功能的手段手术损伤法刺激法脑立体定位技术脑损毁后的行为评定第三节 脑功能的电磁记录技术脑电图诱发电位脑磁图第四节 常用的脑成像技术计算机断层扫描技术正电子放射扫描技术核磁共振显影技术第一节 常规解剖学检查方法 麻醉 , 用生理盐水灌注动物心脏 10% 的福尔马林固定脑组织 一般的切片机 ,10.80 微米的薄片 大细胞 和较突出纤维束的轮廓 行为实验常规组织学方法灌注固定切片染色:玻璃载物片 , 投入化学试剂中染色 盖上盖玻片 .组织化学技术荧光组织化学技术 - 甲醛诱发荧光的组织化学方法脑内单胺类神经递质+甲醛蒸汽甲醛缩合

2、反应 黄绿色荧光的物质 研究动物行为与单胺类神经递质化学通路间关系. 步骤 : 行为测量, 从而迅速地去掉组织中指在真空中通过冰点以下的温度 , 使组织中的冰全部升华而出 的水分 ,达到干燥的目的 用热的甲醛蒸汽熏已经干燥的组织标本 低温干燥 甲醛缩合反应 石蜡包埋 , 切片 荧 光显微镜 下观察单胺类递质在脑组织内定位分布情况 处死动物 , 切下所需的脑组织辣根过氧化酶法 (Horseradish peroxidase, HRP) 神经细胞标记方法单一神经元完整形态学变 化 步骤 :将辣根过氧化酶注入脑内细胞微电极或微电泳技术 酶沿神经元轴浆流分布于细胞的各 组成部分 , 使其蛋白质氧化变黑

3、 常规冰 冻 , 制成切片 行为测量 显微镜下观察 第二节 干预脑功能的手段 研究脑功能的最重要的方法之一 脑 损毁 , 观察动物随后的行为实验切除术 (experimental ablation)吸出法麻醉动物打开颅骨切开脑膜 副压吸引泵的玻璃细管的管口放在要吸出的皮质表面 , 将皮质吸到管内 吸出大脑皮质手术损伤法电解损伤 一种高频交流电 一根只有尖端部分裸露的不锈钢丝 ( 皮层下区域的脑损毁 ) 电极插入确定的脑结构 通以射频 (radio frequency,RF) 电流 . 电流通过脑组织产生热量 , 将电极尖端部分的细胞烧伤致死 同时也将把过路神经损毁 a . 直流电解 : 直流电

4、通过脑组织可将神经元内的物质电解 , 导致神经元的死亡 . 易留下金属的离子 .交流电损毁 ： 高频率的交流电通过脑组织能产生热量，可将电极周围的细胞体和轴突烧伤.留下金属离子 .神经化学损伤原理 ：用神经毒剂或化学阻断剂来干扰脑内蛋白质，核酸或其它一些神经递质的代谢来 导致脑机能失调 .特异性高 ， 选择性强永久性的脑损伤 ， 非暂时脑损伤 （ 可逆性脑损伤 ）.冷冻法原理 ：利用冷冻探头 ，放在开颅后的硬脑膜下 ，使温度降至 20 C 时，即可产生大脑皮质局 部性 短暂功能阻断效应 . 拿掉冷冻探头 ， 脑组织温度回升 ， 其功能不仅可以恢复 ， 尚无组 织变性的 继发性后作用, 以观察药

5、物对德国精神科医生可逆性脑损伤刺激法物理刺激法 a 电刺激法 b. 激光刺激X 射线辐照微波照射 用微弱电流或化学物质直接作用于脑的个别部位而产生行为反应的方法脑内化学刺激a . 化学刺激 选择性强 , 容易阐明其机理 . 对神经的传导发生直接影响 .b. 工具性药物 将生物化学物质通过预先埋植在动物脑的一定部位的小管注入动 物脑内 动物行为的影响脑立体定位技术脑图谱参考点 : 囟门 ,前囟 .立体定位仪 三个主要部分 :标尺 .电极和导管夹持器 .固定动物头部的耳杆 ,门齿沟 . 使用立体定位仪进行实验 :脑损伤后的行为评定 损毁研究 (lesion studies):解释脑损伤结果 : 必

6、须非常谨慎 . 大脑所有区域都是相互关联的事实使损毁研究的解释复杂化第三节 脑功能的电磁记录技术 脑内信息表达神经元的兴奋模式动作电位脑的电活动的获得 :直接获得脑电图 间接获得脑成像技术脑电图19 世纪后期 , 电测量和电记录技术的发展 , 成为推动当代神经科学的最大动力之一Hans Berger 发现人脑存在持续的电活动 , 而且可以记录A. 脑电记录B. 脑电图 自发脑电活动大脑皮层连续的节律性电位变化 .事件相关电位人体诱发电位 (evoked potential,EP):平均诱发电位 (average evoked potentials, AEP)事件相关电位 (event-rela

7、ted potential, ERP): 由于 ERP 是脑产生的 , 所以有人有时称之 为事件相关脑 电位 (event-related brain potentials).( 魏景汉等 ,2001)A. ERP 定义广义 : 凡是外加一种特定的刺激作用于机体 , 在给予刺激或撤消刺激时 , 在神经系统任何部位引起 的 电位变化 .撤消刺激时引起电位的物理量约等于给予刺激时的 1/7狭义 :凡是外加一种特定的刺激 , 作用于感觉系统的某一部位 , 在给予刺激或撤消刺激 () 时 ,在脑区 引起的电 位变化 .B. ERP 的成分按潜伏期分类 :早成分 中成分 晚成分按照刺激来源分类 : 外源

8、性成分 内源性成分ERP 的特性 : (1)淹没,约2微伏 约 10微伏.(2) 两个恒定 :潜伏期 ,波形 .脑电图技术 单极导联 双极导联将头皮电极与脑电机输入部分连接的方式 导联方法A. 电极放置 10-20 系统B. ERP 数据提取过程EEG 放大 A/D 叠加 总 测量 转 排伪 存盘 平 绘图EOG 模滤 换 数滤 均 统计 模拟 / 数字 磁带记录 （ 离线式 ）采样 模数转换 采样频率 存盘处理软件临床应用在当代认知神经科学中的应用 在完成某一认知任务时 , 脑内各部分的兴奋的时间进程 意选择的解剖部位 , 用于检验语言理论的一些假设等记忆的编码和提取过程的研究 在学习阶段采

9、用不同记忆策略脑地形图ERP 的优势及局限性优势 : 无损伤且较易获得 , 时间分辨率较高 局限性 : 空间分辨率不足 .（ 脑磁图可以补偿它的部分缺憾 ）脑磁图A. 脑磁图装置 脑磁图是在脑壳上的磁强计测到的脑电活动产生的磁场 超导量子干涉仪 传感器 电子计算机优势 :MEG 可以记录自发和诱发的脑活动时间分辨率可达毫秒级 .局限性 :设备过于高昂第四节 常用的活体脑成像技术计算机轴断层描技术正电子放射层描技术核磁共振显影技术常用的脑观测方法的时间 ,空间分辨率的比较研究脑内注(SQUID):计算机轴断层描技术(computerized axial tomography - CT)原理：将X

10、光照相和计算机处理方法结合起来观察活脑的组织病变X 射线装置 :X 射线管 光检测器计算机成像 优势 :脑结构成像局限 :空间分辨率稍显不足 , 病变结构需足够大正电子放射层描技术(positron emission tomography, PET)PET 原理根据神经活动中所放出的带电正离子 , 使某些在神经活动中使用的化学物质带放射性 (), 然 后注入病 人体内 .通过回旋加速器产生的放射核素 , 合成能发射正电子的放射性示踪物 优势 : 得到某些活性物质代谢速率的机能动态图像 . 空间分辨率较高 . 局限性 : 损伤性 设备费用高昂 ：即要求每一台 PET 配备一台加速器 .核磁共振显

11、影技术(magnetic resonance imaging, MRI)A. 核磁共振现象 ( Nucleus magnetic resonance,NMR)在一个极强的磁场中 ,脑内某些物质的原子核在射频电磁波的能量激发下吸收能量, 随后又 能发射能量的现象 .物理原理B. 磁共振显影技术 ( magnetic resonance imaging MRI)脑放置在强的均匀磁场中 , 一个适当的射频脉冲通过时 , 在频率场的激励下 , 原子核发生磁能 级的共. 计算机处理将检测数据构成脑结构图像振 , 此种核磁共振效应可为安放在头壳周围的线圈所检测 空间分辨率 ： 2 毫米 时间分辨率 ： 秒级 获得脑结构图像 第四节 常用的活体脑成像技术功能磁共振显影技术 （ Functional magnetic resonance imaging, fMRI ）从 90 年代开始 ，发展不同的用 MRI 测量脑的局部血流的技术 ，如血氧水平依赖对比 （BOLD ）方 法 .BOLD 法原理 ：目前采用的 BOLD 法是有效的 .获得脑的功能图像常用技术的时间 ， 空间分辨率的比较各种技术的比较时间分辨率fMRI,PET 的时间分辨率受 ”血液动力学 ”因素的制约 ；永远不能达到像 EEG,ME （那样高的毫秒 级的 时