2025年大学《认知科学与技术-认知神经影像学基础》考试备考题库及答案解析

2025年大学《认知科学与技术-认知神经影像学基础》考试备考题库及答案解析​单位所属部门：________姓名：________考场号：________考生号：________一、选择题1.认知神经影像学中，功能磁共振成像（fMRI）主要基于哪种生理现象进行成像（）A.血管反应B.脑电活动C.脑磁活动D.脑血流变化答案：D解析：fMRI通过检测血氧水平依赖（BOLD）信号，即脑血流变化引起的局部磁场变化，来反映大脑不同区域的神经活动水平。这是基于神经活动与血流变化之间的关联性原理。2.以下哪种技术属于正电子发射断层扫描（PET）的原理范畴（）A.核磁共振B.放射性示踪剂C.脑电图D.脑磁图答案：B解析：PET利用放射性示踪剂（如18F-FDG）进入大脑后发出的正电子与电子湮灭产生的γ射线，通过检测这些射线来成像大脑代谢活动。这是放射性示踪剂在生物医学成像中的应用。3.在认知神经影像学实验中，被试者进行视觉任务时，哪个脑区通常被激活（）A.颞上回B.额叶内侧C.中央前回D.顶叶答案：A解析：颞上回（特别是枕颞联合区）是视觉处理的关键区域，负责处理高级视觉信息。当被试进行视觉任务时，该区域会出现明显的神经活动增强。4.以下哪种现象不属于神经可塑性范畴（）A.突触连接变化B.脑区功能重组C.血管舒缩反应D.长时程增强答案：C解析：神经可塑性是指大脑结构和功能随经验、学习或损伤而发生改变的能力，包括突触连接变化、脑区功能重组和长时程增强等。血管舒缩反应是血管系统的生理调节机制，与神经可塑性无关。5.认知神经影像学中，事件相关电位（ERPs）主要研究哪种信号（）A.脑磁信号B.脑电信号C.脑血流信号D.脑脊液信号答案：B解析：ERPs是通过记录头皮上的脑电信号，分析特定认知事件引发的电位变化模式。这是脑电技术在认知研究中的应用。6.在fMRI数据分析中，以下哪种方法用于去除任务无关的脑区活动（）A.脑区配准B.空间标准化C.基线校正D.脑白质去除答案：C解析：基线校正通过去除实验前后的稳定背景活动（基线水平），来凸显任务引起的脑区活动变化。这是fMRI数据分析中去除伪影的常用方法。7.以下哪个脑区与语言理解功能密切相关（）A.杏仁核B.颞下回C.顶内沟D.基底神经节答案：B解析：颞下回（特别是韦尼克区）是语言理解的关键区域，负责处理语义信息。当进行语言理解任务时，该区域会出现显著激活。8.认知神经影像学中，以下哪种技术具有最高的空间分辨率（）A.PETB.fMRIC.MEGD.EEG答案：A解析：PET的空间分辨率（约几毫米）高于fMRI（约1-2毫米）、MEG（约2-3毫米）和EEG（>1毫米）。这是由于PET使用放射性示踪剂直接标记神经活动，而其他技术依赖间接信号。9.在认知神经影像学实验设计时，以下哪个因素可能引起伪影（）A.被试者头部运动B.信号采集参数优化C.脑区激活增强D.放射性示踪剂注射答案：A解析：被试者头部运动会导致fMRI信号失真，产生伪影。这是实验设计时需要严格控制的变量。10.认知神经影像学中，以下哪种现象支持神经发育的观点（）A.脑区功能特化B.脑区功能重组C.脑血流稳定D.突触密度恒定答案：B解析：脑区功能重组是指大脑在发育过程中，通过改变脑区功能分布来适应环境需求的现象。这是神经发育的重要特征。11.认知神经影像学中，功能磁共振成像（fMRI）信号最强的生理基础是（）A.脑细胞电活动B.脑血流变化C.脑氧合水平改变D.脑代谢产物释放答案：B解析：fMRI基于血氧水平依赖（BOLD）效应，即神经活动增强导致局部脑血流量增加，进而引起血氧合水平变化，这种变化会改变脑部磁场的分布。虽然脑氧合水平改变是关键，但最终可检测到的信号主要源于脑血流变化引起的磁敏感性差异。fMRI直接测量的是与神经活动相关的血流变化，而非电活动或代谢产物。12.在认知神经影像学中，以下哪种技术对被试者头部运动最敏感（）A.PETB.fMRIC.MEGD.EEG答案：B解析：fMRI信号对头部运动非常敏感，即使是微小的运动也会导致信号空间位置的偏移和失真，显著降低图像质量和信噪比。相比之下，PET、MEG和EEG虽然也受运动影响，但其信号来源和采集方式使得它们对运动的敏感性较低。fMRI的空间分辨率高，要求精确的头部位置才能保证图像质量。13.认知神经影像学中，以下哪个脑区通常与运动规划功能相关（）A.海马体B.顶内沟C.基底神经节D.丘脑答案：C解析：基底神经节在运动控制中扮演关键角色，不仅参与运动执行，也参与运动计划和程序学习。特别是壳核和苍白球内侧部，与运动意图的形成和选择有关。海马体主要与记忆相关，顶内沟是感觉运动整合区域，丘脑是感觉和运动信息的中转站。14.事件相关电位（ERPs）研究中，N400成分通常与哪种认知过程相关（）A.视觉感知B.听觉识别C.语义判断D.运动反应答案：C解析：N400是典型的语义相关负波，通常在刺激意义不一致或需要语义整合时出现，反映了大脑进行语义加工和判断的过程。视觉感知对应P100等成分，听觉识别对应N100等成分，运动反应对应运动相关成分如Bereitschaftspotenzial（准备电位）。15.认知神经影像学中，以下哪种技术能够提供脑电活动的时空信息（）A.PETB.fMRIC.MEGD.EEG答案：D解析：脑电图（EEG）通过放置在头皮上的电极记录大量神经元的同步电活动，具有极高的时间分辨率（毫秒级），但空间分辨率较差。MEG虽然时间分辨率高，但空间分辨率不如EEG。PET和fMRI的时间分辨率较低。EEG结合源定位技术可以提供时空信息，但其固有的空间限制使其在提供精确的脑区活动时空图方面有限制，但相比其他技术，EEG是主要的时空电活动记录方法。16.在fMRI数据分析中，以下哪个步骤用于将不同被试的脑图像对齐到标准空间（）A.脑白质去除B.脑区配准C.空间标准化D.时间层校正答案：C解析：空间标准化是将每个被试的脑部结构图像非线性地变形，以与一个标准模板（如MNI空间）对齐的过程。这使得不同被试的脑区可以在同一个空间坐标系中进行比较。脑白质去除是去除非脑组织，脑区配准是配准两个图像，时间层校正是指正时间序列中的伪影。17.认知神经影像学中，以下哪种现象表明大脑存在功能侧化（）A.双侧脑区激活强度相同B.视觉任务主要激活右侧颞上回C.听觉任务主要激活左侧颞上回D.运动任务激活整个中央沟答案：C解析：功能侧化是指大脑的某些功能在两侧半球有所不同。例如，在大多数右利手个体中，语言处理功能（如听觉理解）倾向于左侧化，主要位于左侧颞上回（韦尼克区）。视觉处理（如面容识别）则可能双侧化或右侧更优势。运动控制则倾向于左侧躯体对侧运动区更优势。双侧脑区激活强度相同或整个中央沟激活都未体现侧化。18.认知神经影像学中，以下哪种技术利用放射性示踪剂来研究脑功能（）A.fMRIB.PETC.MEGD.EEG答案：B解析：正电子发射断层扫描（PET）通过向被试体内注射带有放射性同位素的示踪剂，然后使用探测器测量示踪剂发出的正电子与电子湮灭产生的γ射线，从而成像大脑特定区域的功能或代谢活动。这是PET成像的基本原理。19.认知神经影像学中，以下哪种脑区通常与情绪调节功能相关（）A.顶叶B.岛叶C.杏仁核D.小脑答案：C解析：杏仁核是大脑中处理情绪信息的关键结构，特别是恐惧和威胁相关情绪的检测和反应。它参与情绪的生成、评估和调节。顶叶主要负责感觉处理和空间认知，岛叶与内脏感觉和情绪化认知相关，小脑主要与运动协调和平衡有关。20.在认知神经影像学实验设计时，以下哪个因素可能影响被试的依从性（）A.实验任务难度B.实验持续时间C.被试者动机D.以上都是答案：D解析：被试的依从性可能受到多种因素影响。实验任务如果过于困难可能导致被试放弃，实验持续时间过长可能引起疲劳或不适，而被试者的个人动机（如完成奖励、研究兴趣）也会显著影响其参与度和合作程度。因此，这些因素都可能影响依从性。二、多选题1.认知神经影像学中，以下哪些技术属于无创脑成像技术（）A.fMRIB.PETC.EEGD.MEGE.ECoG答案：ABCD解析：fMRI（功能磁共振成像）、PET（正电子发射断层扫描）、EEG（脑电图）和MEG（脑磁图）都是通过外部设备检测大脑活动产生的物理信号，而无需侵入大脑，因此属于无创脑成像技术。ECoG（皮层脑电图）虽然也是记录脑电活动，但需要通过手术将电极直接放置在脑表面，属于有创技术。2.认知神经影像学中，以下哪些脑区与语言功能相关（）A.颞上回后部B.颞下回后部C.额下回后部D.中央前回E.枕叶答案：ABC解析：颞上回后部（韦尼克区）负责语言理解，颞下回后部（布罗卡区）负责语言产生，额下回后部（角回）参与语义加工。中央前回是运动控制区域，枕叶是视觉处理区域，与核心语言功能关系不大。3.认知神经影像学中，以下哪些因素会影响fMRI信号（）A.脑血流变化B.脑血氧水平改变C.脑血流速度变化D.脑白质含量E.脑脊液分布答案：ABC解析：fMRI信号（BOLD信号）是脑血流变化、血氧水平改变和血流速度变化的综合反映。脑白质含量和脑脊液分布主要影响图像的结构和空间分辨率，但不直接影响BOLD信号本身。4.认知神经影像学中，以下哪些技术可以提供脑活动的时序信息（）A.fMRIB.PETC.EEGD.MEGE.fNIRS答案：CDE解析：脑电图（EEG）、脑磁图（MEG）和功能性近红外光谱（fNIRS）都具有较高的时间分辨率，能够记录毫秒级的大脑电活动或血氧变化时序。fMRI和PET的时间分辨率相对较低，主要反映秒级或分钟级的平均神经活动。5.认知神经影像学中，以下哪些是fMRI数据分析的预处理步骤（）A.时间层校正B.脑白质去除C.空间标准化D.脑区配准E.滤波答案：ABCE解析：fMRI数据分析的典型预处理步骤包括时间层校正（去除扫描时间不一致性）、头动校正、脑白质去除（去除非脑组织信号）、空间标准化（对齐到标准空间）、平滑（有时使用）、滤波（去除低频或高频噪声）等。脑区配准通常是在分析阶段进行的，将结果定位到特定脑区。6.认知神经影像学中，以下哪些脑区与记忆功能相关（）A.海马体B.乳头体C.杏仁核D.丘脑E.颞上皮层答案：ABD解析：海马体在情景记忆形成和提取中至关重要。乳头体是连接海马体和丘脑的纤维束核团，参与记忆回路。丘脑通过其不同核团（如内、外侧膝状体）与海马体和皮质形成记忆网络。杏仁核主要与情绪记忆相关。颞上皮层与嗅觉处理相关。7.认知神经影像学中，以下哪些现象支持神经可塑性观点（）A.脑区功能重组B.突触连接变化C.脑血流稳定D.长时程增强E.脑细胞再生答案：ABD解析：神经可塑性是指大脑结构和功能随经验、学习或损伤而发生改变的能力。脑区功能重组、突触连接变化（如长时程增强LTP）和神经元网络重塑都是神经可塑性的体现。脑血流稳定是生理状态，脑细胞再生在成人脑中很少发生。8.认知神经影像学中，以下哪些技术利用放射性同位素（）A.fMRIB.PETC.SPECTD.MEGE.EEG答案：BC解析：正电子发射断层扫描（PET）和单光子发射计算机断层扫描（SPECT）都利用放射性同位素标记的示踪剂来成像大脑功能和代谢活动。fMRI、MEG和EEG则分别基于血氧水平依赖信号、脑磁活动和脑电活动，不使用放射性同位素。9.认知神经影像学中，以下哪些因素可能引起伪影（）A.被试者头部运动B.扫描仪梯度磁场非线性C.脑脊液流动D.信号采集参数设置不当E.放射性示踪剂分布不均答案：ABCD解析：伪影是指fMRI图像中非神经活动来源的信号干扰。被试者头部运动、扫描仪梯度磁场非线性、脑脊液流动和信号采集参数设置不当（如TR/TE选择不当）都可能导致伪影。选项E中，放射性示踪剂分布不均主要影响PET或SPECT图像的质量，而非fMRI图像。10.认知神经影像学中，以下哪些是事件相关电位（ERP）的常见成分（）A.P100B.N200C.N400D.BereitschaftspotenzialE.OERP答案：ABC解析：P100是视觉刺激引起的早期成分，N200是与冲突监控或错误检测相关的成分，N400是与语义不一致或语义判断相关的成分。Bereitschaftspotenzial（准备电位）是运动预备时出现的成分，通常在运动研究中使用。OERP（嗅觉相关电位）是针对嗅觉刺激的研究。11.认知神经影像学中，以下哪些技术对被试者头部运动敏感（）A.fMRIB.PETC.MEGD.EEGE.fNIRS答案：ADE解析：fMRI、EEG和fNIRS都对被试者头部运动比较敏感。fMRI由于空间分辨率高，对微小运动引起的空间偏移很敏感。EEG和fNIRS虽然时间分辨率高，但头皮电极或光纤相对于移动的头部也会导致信号失真。PET对运动的敏感性相对较低，因为其时间分辨率较低，且使用放射性示踪剂。12.认知神经影像学中，以下哪些脑区与运动功能相关（）A.中央前回B.中央后回C.基底神经节D.小脑E.杏仁核答案：ACD解析：中央前回是运动皮层，负责发起和调控voluntary运动指令。基底神经节参与运动的编程、调节和习惯化。小脑负责协调和精炼运动，维持平衡和姿势。中央后回是感觉皮层，处理感觉信息。杏仁核主要与情绪处理相关。13.认知神经影像学中，以下哪些因素会影响PET图像质量（）A.放射性示踪剂衰变B.逃逸事件C.放射性衰变D.探测器效率E.脑脊液分布答案：ABCD解析：PET图像质量受多种因素影响。放射性示踪剂衰变（A）、逃逸事件（B）和放射性衰变（C）会减少可检测到的有效事件数，降低图像信噪比。探测器效率（D）直接影响信号检测能力。脑脊液分布（E）主要影响局部脑组织信号对比度，而非整体图像质量。14.认知神经影像学中，以下哪些是fMRI信号的空间属性（）A.信号幅度B.信号相位C.信号位置D.信号衰减E.信号梯度答案：ACE解析：fMRI信号的空间属性主要体现在其能在脑空间中的位置（C），以及信号幅度（A）随空间分布的情况。信号相位（B）虽然存在，但通常不作为空间特征分析。信号衰减（D）是时间属性，信号梯度（E）是用于图像重建的物理量，不是信号本身的空间属性。15.认知神经影像学中，以下哪些技术属于脑电图（EEG）的衍生技术（）A.MEGB.fNIRSC.ERPsD.fMRIE.EEG答案：AC解析：脑电图（EEG）的衍生技术主要包括事件相关电位（ERPs），即记录特定认知事件引发的EEG成分变化模式。脑磁图（MEG）虽然记录的是脑磁信号，但其测量原理与EEG（测量神经元同步电活动产生的磁场）有密切联系，常与EEG结合分析。fNIRS基于近红外光吸收，fMRI基于血氧水平依赖，与EEG原理差异较大。16.认知神经影像学中，以下哪些脑区与情绪功能相关（）A.杏仁核B.海马体C.岛叶D.中央前回E.颞上皮层答案：ABC解析：杏仁核是处理情绪信息，特别是恐惧和威胁的关键脑区。海马体参与情绪记忆的形成和提取。岛叶与内脏感觉和情绪化认知相关，如厌恶和食欲调节。中央前回是运动控制区域。颞上皮层主要与嗅觉处理相关。17.认知神经影像学中，以下哪些是fMRI数据分析的标准化步骤（）A.脑区配准B.空间标准化C.脑白质去除D.时间层校正E.全局信号校正答案：BDE解析：fMRI数据分析的标准化步骤通常包括将每个被试的脑图像变形，使其与标准空间（如MNI空间）对齐（空间标准化B），去除整个脑图像的缓慢漂移（全局信号校正E），以及校正不同扫描时间点之间的信号不匹配（时间层校正D）。脑区配准（A）通常在后续的脑区分析中进行，脑白质去除（C）是预处理步骤，但不是所有分析都必需的标准化步骤。18.认知神经影像学中，以下哪些现象支持大脑具有可塑性（）A.学习后脑区激活模式改变B.损伤后脑区功能重组C.突触连接强度变化D.脑血流稳定不变E.脑细胞数量增加答案：ABC解析：大脑可塑性是指大脑结构和功能随经验、学习或损伤而发生改变的能力。学习后脑区激活模式改变（A）、损伤后脑区功能重组（B）和突触连接强度变化（C，如长时程增强/抑制）都是可塑性的体现。脑血流稳定不变（D）与可塑性相悖。脑细胞数量增加（E）在成人中很少发生，不是典型可塑性表现。19.认知神经影像学中，以下哪些技术可以研究大脑代谢活动（）A.fMRIB.PETC.EEGD.MEGE.fNIRS答案：BE解析：正电子发射断层扫描（PET）通过使用放射性示踪剂直接测量大脑的代谢活动（如葡萄糖消耗、神经递质释放）。功能性近红外光谱（fNIRS）通过测量血氧水平变化间接反映神经活动相关的代谢需求。fMRI通过血氧水平依赖信号间接反映代谢，但不如PET直接。EEG和MEG主要测量电活动。20.认知神经影像学中，以下哪些因素可能影响被试的依从性（）A.实验任务难度B.实验持续时间C.被试者动机D.扫描仪噪音E.脑脊液分布答案：ABCD解析：被试的依从性可能受到多种因素影响。实验任务如果过于困难可能导致被试放弃（A），实验持续时间过长可能引起疲劳或不适（B），被试者的个人动机（如完成奖励、研究兴趣）（C）会显著影响其参与度和合作程度。扫描仪的噪音（D）可能让被试感到不适或分心。脑脊液分布（E）主要影响图像质量，对被试主观感受和依从性的直接影响较小。三、判断题1.fMRI技术能够提供大脑活动最强的空间分辨率。（）答案：错误解析：fMRI虽然具有高时间分辨率，但其空间分辨率相对较低（通常为几毫米），主要受限于磁共振成像的物理原理和采集参数。相比之下，PET的空间分辨率更高（可达毫米级），因为它直接测量放射性示踪剂的分布。2.MEG信号主要来源于神经元膜电位的变化。（）答案：错误解析：MEG（脑磁图）主要测量的是大脑神经电流产生的磁场，这些磁场源于神经元集群同步活动的电偶极流。虽然膜电位变化是神经活动的基础，但MEG直接测量的是电流产生的磁场，而非膜电位本身。3.认知神经影像学中，所有脑区都参与至少一种认知功能。（）答案：正确解析：大脑是一个高度整合的系统，虽然某些脑区在特定认知功能中起核心作用，但几乎所有的认知过程都需要多个脑区的协同工作。即使是感觉或运动功能，也离不开高级脑区的参与和调控。因此，可以说所有脑区都以某种方式参与到认知活动中。4.PET和fMRI都使用放射性示踪剂来研究大脑功能。（）答案：错误解析：PET（正电子发射断层扫描）使用放射性示踪剂来测量大脑的代谢活动或血流变化。而fMRI（功能磁共振成像）则基于血氧水平依赖（BOLD）效应，通过检测与神经活动相关的血流和血氧变化来成像大脑功能，不使用放射性示踪剂。5.ERP（事件相关电位）是侵入式脑成像技术。（）答案：错误解析：ERP（事件相关电位）通过放置在头皮上的电极记录大脑对特定事件的电反应，是一种无创脑成像技术。它测量的是大量神经元同步活动的电信号叠加，无需侵入大脑。6.认知神经影像学只能提供关于大脑功能的信息，不能提供结构信息。（）答案：错误解析：虽然认知神经影像学主要关注大脑功能活动，但一些技术（如结构像素成像Voxel-BasedMorphometry,VBM）也可以提供关于大脑结构（如灰质密度）的信息。此外，fMRI图像本身也包含了组织结构信息（如灰质、白质、脑脊液），只是通常在功能分析中被当作背景或去除。7.脑区功能特化是指大脑的每个区域只负责一项特定功能。（）答案：错误解析：脑区功能特化是指大脑的不同区域在特定功能上具有优势或专长，但这并不意味着每个区域只负责一项功能。实际上，大多数认知任务都需要多个脑区协同工作，存在广泛的功能连接和协作。8.fMRI信号对被试者头部微小运动不敏感。（）答案：错误解析：fMRI信号对被试者头部运动非常敏感，即使是微小的头动也会导致信号空间位置的偏移和失真，显著降低图像质量和信噪比。因此，在fMRI实验中，严格控制被试头部运动至关重要。9.认知神经影像学实验设计时，可以忽略被试者的个体差异。（）答案：错误解析：认知神经影像学实验设计时必须考虑被试者的个体差异，如年龄、性别、认知水平、头部大小形状等。这些差异可能影响脑活动的模式和图像质量，需要在数据分析和结果解释时加以考虑或进行控制。10.MEG技术具有比EEG更高的空间分辨率。（）答案：正确解析：MEG（脑磁图）测量的是脑电流产生的磁场，磁场在脑外衰减较慢，因此相比EEG（测量电压，衰减快），MEG能够提供更精确的脑源定位，即具有更高的空间分辨率。尽管MEG的temporalresolution仍然优于EEG。四、简答题1.简述fMRI技术的原理及其主要优点。答案：fMRI（功能性磁共振成像）技术基于血氧水平依赖（BOLD）效应，即神经活动增强导致局部脑血流量和血氧水平的变化，进而引起脑部磁场的微小变化。通过检测这些磁场变化，可以绘制出与神经活动相关的脑功能激活图谱。fMRI的主要优点包括无创性，能够安全地用于重复性研究；相对较高的空间分辨率，可以精确定位脑功能活动区域；能够同时观察多个脑区的活动；以及能够进行较为复杂的研究设计，如对比研究等。2.比较PET和fMRI在研究大脑功能方面的主要异同点。答案：PET（正电