2025年大学《神经科学》专业题库- 神经传导与非侵入性检测技术

2025年大学《神经科学》专业题库——神经传导与非侵入性检测技术考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每题2分，共20分）1.神经元静息电位的产生主要依赖于：A.钾离子外流和钠离子内流B.钾离子内流和钠离子外流C.钠离子外流和氯离子内流D.钾离子外流和氯离子内流2.在神经纤维上，动作电位的传导速度主要取决于：A.神经元的直径B.神经元的兴奋性C.神经递质的种类D.绝缘髓鞘的有无和厚度3.下列哪项不是反射弧的组成部分？A.感受器B.传入神经C.中枢神经元D.效应器4.脑电图（EEG）记录到的电位活动主要来源于：A.血管活动变化B.脑脊液流动变化C.大量神经元同步放电产生的场电位D.单个神经元膜电位的变化5.与脑电图（EEG）相比，脑磁图（MEG）的主要优势在于：A.时间分辨率更高B.空间分辨率更高C.对运动伪影不敏感D.无需放置电极6.功能性磁共振成像（fMRI）检测到的BOLD信号主要反映：A.脑部血流速度的变化B.脑部血容量变化C.脑部血氧水平依赖性变化D.脑部葡萄糖代谢变化7.近红外光谱技术（fNIRS）主要测量的是：A.脑部血流速度和血容量B.脑部神经元放电频率C.脑部氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白浓度的变化D.脑部代谢产物的变化8.事件相关电位（ERP）是：A.一种自发性的脑电活动B.响应特定刺激产生的电位变化C.由神经递质释放引起的电位变化D.反映神经传导速度的电位9.下列哪种非侵入性检测技术最适合研究需要长时间记录的慢波活动？A.fMRIB.MEGC.EEGD.fNIRS10.影响神经传导速度的主要因素之一是神经纤维的直径，直径越粗，传导速度越快，其原因是：A.钠离子通道密度更高B.静息电位更稳定C.阈电位更容易达到D.电位恢复时周边电阻更小二、填空题（每空1分，共15分）1.神经元膜内外存在电位差，称为__________，静息时膜内电位相对膜外为负，称为__________。2.动作电位具有__________和__________的特性。3.神经冲动在两个神经元之间传递的结构称为__________，其传递方式是__________。4.脑电图（EEG）记录到的最基本波形是__________波和__________波。5.脑磁图（MEG）利用了__________在脑组织周围产生的感应磁场进行记录。6.功能性磁共振成像（fMRI）中，血氧水平依赖（BOLD）信号的变化是由于__________和__________浓度变化引起的。7.事件相关电位（ERP）是神经系统对__________刺激所做出的电位反应。8.近红外光谱技术（fNIRS）利用__________对生物组织的穿透性以及不同类型血红蛋白对__________吸收差异进行测量。9.非侵入性检测技术中，空间分辨率最高的是__________，时间分辨率最高的是__________。三、名词解释（每题3分，共15分）1.神经传导速度2.反射弧3.脑磁图（MEG）4.事件相关电位（ERP）5.血氧水平依赖（BOLD）信号四、简答题（每题5分，共20分）1.简述动作电位的产生机制。2.简述影响神经传导速度的主要因素。3.比较脑电图（EEG）和功能性磁共振成像（fMRI）在基本原理、空间分辨率和时间分辨率上的主要差异。4.简述事件相关电位（ERP）的基本概念及其主要应用领域。五、论述题（10分）结合神经传导的基本原理，讨论至少三种不同的非侵入性检测技术（如EEG、fMRI、fNIRS）是如何分别从不同维度（如时间、空间、功能）揭示大脑功能的，并分析每种技术的局限性。试卷答案一、选择题1.A2.D3.C4.C5.B6.C7.C8.B9.C10.D二、填空题1.静息电位，超极化2.全或无，不衰减3.突触，化学传递4.α，δ5.运动电荷（或：神经电流）6.氧合血红蛋白，脱氧血红蛋白7.刺激8.近红外光，不同波长的光9.MEG，EEG三、名词解释1.神经传导速度：指神经冲动沿神经纤维传播的速度。其快慢主要受神经纤维直径（直径越大越快）和髓鞘的有无及厚度（有髓鞘且直径越大越快）影响。2.反射弧：指完成一个反射活动所必需的神经结构路径，包括感受器、传入神经、中枢神经元（神经节或中枢）、传出神经和效应器五个部分。3.脑磁图（MEG）：一种通过测量大脑神经电流和神经电场产生的极其微弱的磁场来研究脑功能的无创性神经影像技术。它具有极好的时间分辨率和良好的空间分辨率。4.事件相关电位（ERP）：指在特定外部刺激或内部认知任务期间，大脑产生的、与该事件相关的、具有特定时间格局的电位变化。它是神经系统对刺激做出的电位反应，常用于研究认知过程的神经基础。5.血氧水平依赖（BOLD）信号：功能性磁共振成像（fMRI）中常用的测量指标。指由神经活动引起的局部脑血容量、血流量和血氧饱和度变化的综合效应，进而导致BOLD对比度（MRI信号强度）的变化。这是fMRI能够间接反映神经活动的基础。四、简答题1.简述动作电位的产生机制。动作电位的产生是一个离子跨膜流动的过程。静息时，神经元膜内外存在电位差（静息电位）。当受到足够强的刺激使膜电位达到阈电位时，位于膜上的电压门控钠离子通道大量开放，导致大量Na+内流，膜电位迅速变为正（去极化）。随后，电压门控钾离子通道开放，K+外流，使膜电位迅速恢复到负值（复极化）。之后可能会出现一个短暂的膜电位内负外正的时期（超极化），最终恢复到静息电位。动作电位的特点是“全或无”和“不衰减”传导。2.简述影响神经传导速度的主要因素。影响神经传导速度的主要因素包括：①神经纤维的直径：直径越粗，传导速度越快，因为电阻越小，局部电流越强，且复极化过程越快。②神经纤维是否有髓鞘：有髓鞘的神经纤维传导速度远快于无髓鞘的纤维，因为髓鞘绝缘作用使兴奋只能跳跃式传导（盐atoryconduction），缩短了传导距离。③温度：温度升高，离子跨膜流动速度加快，传导速度增加；温度降低则相反。此外，神经纤维的类型（A类粗于B类，B类又优于C类）也会影响传导速度。3.比较脑电图（EEG）和功能性磁共振成像（fMRI）在基本原理、空间分辨率和时间分辨率上的主要差异。*基本原理：EEG记录的是大脑大量神经元同步放电产生的宏观电场电位变化；fMRI则记录的是神经活动引起的局部血流和血氧水平变化（BOLD信号），间接反映神经活动。*空间分辨率：EEG的空间分辨率较低，因为头皮记录电极距离神经元较远，且头皮和颅骨对电信号有衰减和散焦作用；fMRI的空间分辨率较高，利用MRI技术可以精确定位脑内血流变化区域。*时间分辨率：EEG具有极高的时间分辨率，可以精确记录毫秒级的神经活动变化；fMRI的时间分辨率较低，由于血流动力学反应相对较慢，通常在秒级，难以捕捉超快的事件。4.简述事件相关电位（ERP）的基本概念及其主要应用领域。*基本概念：事件相关电位（ERP）是指对特定刺激或认知任务，大脑产生的、与该事件在时间上相关联的电位变化。它不是自发产生的，而是由外部刺激或内部心理过程引发的神经电活动总和，通过头皮电极记录下来。ERP反映了大脑处理信息的神经机制。*主要应用领域：ERP广泛应用于认知神经科学领域，用于研究各种认知过程，如感觉信息处理（视、听、体感）、注意、记忆编码与提取、语言理解、决策、情绪反应等。它也用于临床诊断，如评估癫痫、睡眠障碍、脑损伤、精神疾病等相关的神经功能异常。五、论述题结合神经传导的基本原理，讨论至少三种不同的非侵入性检测技术（如EEG、fMRI、fNIRS）是如何分别从不同维度（如时间、空间、功能）揭示大脑功能的，并分析每种技术的局限性。神经传导的基本原理表明，神经元通过产生和传导动作电位来传递信息，这些电信号在时间和空间上组织起来，形成复杂的神经网络活动，构成了大脑功能的基础。非侵入性检测技术通过不同的物理原理，从不同维度捕捉这些活动：1.脑电图（EEG）：主要基于神经电活动的原理。它记录的是大量神经元同步放电产生的宏观场电位变化。EEG具有极高的时间分辨率（毫秒级），能够精确捕捉神经活动的快速动态变化，反映大脑皮层的瞬时兴奋状态和同步性。其空间分辨率较低，因为头皮记录距离神经元较远，且信号在头皮-颅骨-脑组织间衰减和散焦严重，定位相对困难。EEG的局限性在于空间定位精度不高，易受肌肉活动、眼动、心电等伪影干扰，且记录深度有限，主要反映表层皮层活动。2.功能性磁共振成像（fMRI）：主要基于神经血管耦合原理。它检测的是神经活动引起的局部脑血容量、血流速度和血氧饱和度的变化（BOLD信号）。fMRI具有较好的空间分辨率（毫米级），能够相对精确地定位神经活动发生的脑区。其时间分辨率相对较低（秒级），受血流动力学响应延迟的影响。fMRI的优势在于无创、空间定位准确，适用于研究较大脑区网络的功能活动。其局限性在于对神经电信号本身的直接检测不敏感，BOLD信号与神经活动的关系并非一一对应，且扫描时间长，对被试的静息要求高，且成本昂贵。3.近红外光谱技术（fNIRS）：利用近红外光对生物组织较好的穿透性，以及氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白对特定波