2025年大学《认知科学与技术-认知神经影像学基础》考试参考题库及答案解析

2025年大学《认知科学与技术-认知神经影像学基础》考试参考题库及答案解析​单位所属部门：________姓名：________考场号：________考生号：________一、选择题1.认知神经影像学主要研究的是（）A.大脑的解剖结构B.大脑的功能活动C.大脑的发育过程D.大脑的进化历史答案：B解析：认知神经影像学主要关注的是大脑在执行特定认知任务时的功能活动变化，通过影像技术观测大脑内部的神经活动。解剖结构、发育过程和进化历史虽然也与大脑有关，但不是认知神经影像学的主要研究内容。2.以下哪项技术属于功能磁共振成像（fMRI）的原理基础？（）A.核磁共振成像（MRI）B.正电子发射断层扫描（PET）C.脑电图（EEG）D.脑磁图（MEG）答案：A解析：fMRI基于核磁共振成像（MRI）的原理，通过检测血氧水平依赖（BOLD）信号来反映大脑活动区域的变化。PET、EEG和MEG虽然也是神经影像技术，但原理与fMRI不同。3.脑电图（EEG）的主要优势是（）A.高空间分辨率B.高时间分辨率C.无辐射暴露D.可视化神经细胞放电答案：B解析：脑电图（EEG）具有极高的时间分辨率，能够精确记录大脑电活动的时间变化。虽然空间分辨率较低，但其在时间上的精确性是其主要优势。无辐射暴露和可视化神经细胞放电也是其特点，但时间分辨率是关键优势。4.以下哪项不是认知神经影像学研究的主要目标？（）A.揭示大脑不同区域的功能定位B.研究认知过程的大脑机制C.评估大脑疾病的病理变化D.开发新的脑机接口技术答案：D解析：认知神经影像学主要研究大脑在认知过程中的功能活动，包括功能定位和机制研究，以及评估某些大脑疾病的病理变化。开发脑机接口技术虽然与神经影像学有关，但不是其主要研究目标。5.功能磁共振成像（fMRI）中，BOLD信号指的是（）A.血容量变化B.血氧水平变化C.血流速度变化D.钙离子浓度变化答案：B解析：BOLD（Blood-Oxygen-Level-Dependent）信号指的是血氧水平依赖信号，即大脑活动区域血氧水平的变化。这种变化会引起MRI信号的变化，从而反映大脑功能活动。6.以下哪项技术能够提供高空间分辨率的大脑影像？（）A.脑电图（EEG）B.脑磁图（MEG）C.功能磁共振成像（fMRI）D.正电子发射断层扫描（PET）答案：C解析：功能磁共振成像（fMRI）能够提供高空间分辨率的大脑影像，通常在毫米级别。脑电图（EEG）和脑磁图（MEG）的空间分辨率较低，而正电子发射断层扫描（PET）的空间分辨率虽然比EEG和MEG高，但低于fMRI。7.认知神经影像学研究中，被试者通常需要执行特定的（）A.身体运动任务B.认知任务C.情感任务D.视觉任务答案：B解析：认知神经影像学研究中，被试者通常需要执行特定的认知任务，以观察大脑在执行这些任务时的功能活动变化。身体运动、情感和视觉任务虽然也可能涉及大脑活动，但认知任务是研究的主要对象。8.以下哪项是正电子发射断层扫描（PET）的主要应用领域？（）A.研究大脑功能活动B.大脑结构成像C.癫痫发作监测D.脑血管疾病诊断答案：A解析：正电子发射断层扫描（PET）主要用于研究大脑功能活动，通过检测放射性示踪剂的分布来反映大脑代谢和血流量等生理过程。大脑结构成像通常使用MRI，癫痫发作监测使用脑电图（EEG），脑血管疾病诊断使用CT或MRI。9.脑磁图（MEG）的主要优势是（）A.高时间分辨率B.高空间分辨率C.无需注射造影剂D.可检测神经元放电答案：A解析：脑磁图（MEG）具有高时间分辨率，能够精确记录大脑磁信号的时间变化。虽然其空间分辨率不如fMRI，但时间分辨率是其主要优势。MEG无需注射造影剂，但可检测神经元放电是其特点之一，但时间分辨率是关键优势。10.认知神经影像学研究中，数据采集通常需要使用（）A.核磁共振成像设备B.电磁场发生器C.放射性同位素D.脑电图记录仪答案：A解析：认知神经影像学研究中，数据采集通常需要使用核磁共振成像设备，如fMRI或MRI。电磁场发生器、放射性同位素和脑电图记录仪虽然也与神经影像学有关，但不是数据采集的主要设备。11.fMRI技术主要基于哪种生理指标的变化来反映大脑活动？（）A.大脑皮层厚度B.脑血流量变化C.大脑神经元放电频率D.大脑灰质体积答案：B解析：fMRI通过检测血氧水平依赖（BOLD）信号来反映大脑活动，BOLD信号的变化与脑血流量变化密切相关。大脑皮层厚度、大脑神经元放电频率和大脑灰质体积虽然也与大脑功能有关，但不是fMRI成像的主要生理基础。12.EEG信号的主要来源是？（）A.大脑皮层深部结构B.大脑白质C.脑脊液D.大脑皮层神经元答案：D解析：脑电图（EEG）信号主要来源于大脑皮层神经元的电活动，通过放置在头皮上的电极来记录这些微弱的电信号。大脑皮层深部结构、大脑白质和脑脊液对EEG信号的产生和记录影响较小。13.PET技术中，常用的放射性示踪剂是？（）A.氧化物B.氢化物C.碳-11标记的葡萄糖D.氮-14标记的水答案：C解析：正电子发射断层扫描（PET）中，常用的放射性示踪剂是碳-11标记的葡萄糖（[11C]glucose），用于追踪大脑的代谢活动。氧化物、氢化物、氮-14标记的水虽然也是化合物，但不是PET技术中常用的放射性示踪剂。14.MEG技术主要测量哪种物理信号？（）A.电压信号B.电流信号C.磁场信号D.电荷信号答案：C解析：脑磁图（MEG）主要测量大脑产生的磁场信号，这些磁场信号非常微弱，需要使用高灵敏度的超导量子干涉仪（SQUID）来检测。电压信号、电流信号和电荷信号虽然也与大脑电活动有关，但MEG测量的是磁场信号。15.在认知神经影像学实验中，被试者需要保持什么状态？（）A.持续运动B.静息不动C.不断说话D.快速思考答案：B解析：在认知神经影像学实验中，被试者通常需要保持静息不动，以减少身体运动对采集到的脑部影像数据的影响。持续运动、不断说话和快速思考都会产生干扰信号，影响实验结果的准确性。16.fMRI与PET相比，主要优势是什么？（）A.无辐射暴露B.更高的空间分辨率C.更高的时间分辨率D.更低的成本答案：A解析：功能磁共振成像（fMRI）与正电子发射断层扫描（PET）相比，主要优势是无辐射暴露，对被试者更安全。fMRI也具有较高的空间分辨率，但无辐射暴露是其最显著的优点。时间分辨率和成本方面，fMRI和PET各有优劣。17.EEG信号的特点是？（）A.空间分辨率高，时间分辨率低B.空间分辨率低，时间分辨率高C.空间分辨率高，时间分辨率高D.空间分辨率低，时间分辨率低答案：B解析：脑电图（EEG）信号的特点是空间分辨率低，时间分辨率高。由于EEG信号来源广泛且衰减快，因此难以精确定位信号来源，但可以非常精确地记录大脑电活动的时间变化。18.PET技术中，图像重建的主要方法是？（）A.滤波反投影法B.康普顿散射法C.正电子湮灭法D.蒙特卡洛模拟法答案：A解析：正电子发射断层扫描（PET）图像重建的主要方法是滤波反投影法，这是一种经典的图像重建算法，用于从投影数据中恢复原始图像。康普顿散射法、正电子湮灭法和蒙特卡洛模拟法虽然与PET技术有关，但不是图像重建的主要方法。19.MEG与fMRI相比，主要劣势是什么？（）A.成本更高B.空间分辨率更低C.时间分辨率更低D.无辐射暴露答案：B解析：脑磁图（MEG）与功能磁共振成像（fMRI）相比，主要劣势是空间分辨率更低。MEG虽然具有高时间分辨率和无辐射暴露的优点，但其空间定位能力不如fMRI。20.认知神经影像学研究中，刺激材料通常是如何呈现的？（）A.通过听觉通道B.通过视觉通道C.通过触觉通道D.通过嗅觉通道答案：B解析：在认知神经影像学研究中，刺激材料通常是通过视觉通道呈现的，例如通过屏幕显示图像或文字。听觉通道、触觉通道和嗅觉通道虽然也可能用于某些研究，但视觉通道是最常用的刺激呈现方式。二、多选题1.fMRI技术的主要优点包括哪些？（）A.无辐射暴露B.较高的空间分辨率C.较高的时间分辨率D.成本相对较低E.可重复性好答案：ABE解析：功能磁共振成像（fMRI）的主要优点包括无辐射暴露（A），能够提供较高的空间分辨率（B），以及相对较好的可重复性（E）。fMRI的时间分辨率虽然较高，但不如脑电图（EEG），成本相对较高，不如某些其他技术，因此C和D不是其主要优点。2.EEG记录中，常见的电极放置系统有哪些？（）A.10-20系统B.网格系统C.高密度系统D.个体化系统E.事件相关电位（ERP）系统答案：ABCD解析：脑电图（EEG）记录中，常见的电极放置系统包括10-20系统（A）、网格系统（B）、高密度系统（C）和个体化系统（D）。事件相关电位（ERP）是EEG的一种应用，不是电极放置系统。3.PET技术中，需要使用哪些设备？（）A.正电子发射断层扫描仪B.放射性示踪剂C.图像重建软件D.数据采集系统E.核磁共振成像设备答案：ABCD解析：正电子发射断层扫描（PET）技术需要使用正电子发射断层扫描仪（A）、放射性示踪剂（B）、图像重建软件（C）和数据采集系统（D）。核磁共振成像设备是MRI技术使用的设备，与PET无关。4.MEG技术的优势在于？（）A.高时间分辨率B.高空间分辨率C.无辐射暴露D.成本相对较低E.对运动不敏感答案：ACE解析：脑磁图（MEG）技术的优势在于高时间分辨率（A）、无辐射暴露（C）和对运动不敏感（E）。MEG的空间分辨率不如fMRI，成本相对较高，对环境噪声也比较敏感，因此B和D不是其主要优势。5.认知神经影像学研究中，常用的刺激类型包括哪些？（）A.视觉刺激B.听觉刺激C.触觉刺激D.运动刺激E.情感刺激答案：ABCDE解析：认知神经影像学研究中，常用的刺激类型包括视觉刺激（A）、听觉刺激（B）、触觉刺激（C）、运动刺激（D）和情感刺激（E），这些刺激可以用来诱发被试者的特定认知或情绪反应。6.fMRI数据采集过程中，需要注意哪些因素？（）A.被试者头部运动B.采集时间长度C.信号噪声水平D.空间分辨率E.放射性安全答案：ABCD解析：功能磁共振成像（fMRI）数据采集过程中，需要注意被试者头部运动（A）、采集时间长度（B）、信号噪声水平（C）和空间分辨率（D）等因素，以获得高质量的图像数据。fMRI本身无辐射暴露，因此E不是需要注意的因素。7.EEG信号的特点包括？（）A.时间分辨率高B.空间分辨率高C.衰减快D.易受干扰E.无创性答案：ACDE解析：脑电图（EEG）信号的特点包括时间分辨率高（A）、衰减快（C）、易受干扰（D）和无创性（E）。EEG的空间分辨率较低，因此B不是其特点。8.PET技术中，常用的放射性示踪剂有哪些类型？（）A.含氟化合物B.含碳化合物C.含氧化合物D.含氮化合物E.含磷化合物答案：ABCD解析：正电子发射断层扫描（PET）技术中，常用的放射性示踪剂包括含氟化合物（A）、含碳化合物（B）、含氧化合物（C）和含氮化合物（D）等，这些化合物可以标记为放射性同位素，用于追踪生理过程。9.MEG技术的应用领域包括哪些？（）A.事件相关电位（ERP）研究B.癫痫定位C.脑机接口D.精神疾病研究E.手术规划答案：ABDE解析：脑磁图（MEG）技术的应用领域包括事件相关电位（ERP）研究（A）、癫痫定位（B）、精神疾病研究（D）等，MEG也可以用于手术规划（E），但其应用不如fMRI广泛。脑机接口（C）主要是EEG技术的应用领域。10.认知神经影像学研究中，数据预处理步骤包括哪些？（）A.头部运动校正B.空间标准化C.时间层校正D.脑脊液去除E.伪影去除答案：ABCDE解析：认知神经影像学研究中，数据预处理步骤包括头部运动校正（A）、空间标准化（B）、时间层校正（C）、脑脊液去除（D）和伪影去除（E），这些步骤对于提高图像质量和数据可靠性至关重要。11.fMRI技术中，影响图像质量的因素包括哪些？（）A.扫描仪场强B.被试者头部运动C.采集参数设置D.信号噪声水平E.图像重建算法答案：ABCDE解析：功能磁共振成像（fMRI）图像质量受多种因素影响，包括扫描仪场强（A）、被试者头部运动（B）、采集参数设置（C）、信号噪声水平（D）和图像重建算法（E）。高场强扫描仪通常能提供更好的图像质量，被试者运动会导致图像模糊和伪影，采集参数（如TR、TE）的选择会影响图像的信噪比和时间分辨率，噪声水平直接影响图像清晰度，而重建算法决定了从原始数据中恢复图像的方式和质量。12.EEG电极常见的类型有哪些？（）A.硅针电极B.贴片电极C.针极电极D.网格电极E.球形电极答案：BCE解析：脑电图（EEG）电极常见的类型包括贴片电极（B）、针极电极（C）和球形电极（E）。贴片电极是头皮电极最常用的形式，针极电极用于更深入的记录，球形电极是一种较早期的电极类型。硅针电极和网格电极不属于常见的EEG电极类型，硅针电极可能用于更侵入性的脑电记录，网格电极更常用于MEG或高密度EEG系统。13.PET技术中，放射性示踪剂的特性要求有哪些？（）A.生物相容性好B.半衰期合适C.易于标记目标分子D.在体内分布明确E.成本低廉答案：ABCD解析：正电子发射断层扫描（PET）技术中，放射性示踪剂的特性要求包括生物相容性好（A）、半衰期合适（B）、易于标记目标分子（C）和在体内分布明确（D）。示踪剂需要能在生物体内安全存在，其放射性同位素的半衰期应与探测设备相匹配，能够方便地与目标分子结合，并且其在体内的分布模式应能反映所研究的生理或病理过程。成本低廉（E）虽然是一个重要的考虑因素，但不是技术本身的特性要求。14.MEG信号产生的机制是？（）A.大脑神经元放电B.神经元膜电位变化C.大脑血流变化D.神经元间电流流动E.磁偶极子产生答案：ADE解析：脑磁图（MEG）信号产生的物理机制源于大脑皮层神经元集群同步活动的电场产生的磁场。这个磁场可以通过大脑中的电流流动（D）来产生，而电流流动又可以看作是许多微小的磁偶极子（E）的叠加。虽然大脑神经元放电（A）和膜电位变化（B）是神经活动的电基础，但它们产生的局部电场很快会被脑组织衰减，只有当大量神经元同步放电时，其产生的磁场才足够强，能够被MEG设备检测到。大脑血流变化（C）是fMRI信号的主要来源。15.认知神经影像学研究中，被试者招募需要考虑哪些因素？（）A.任务匹配度B.人口统计学特征C.生理健康状况D.意愿和时间安排E.报酬水平答案：ABCDE解析：认知神经影像学研究中，被试者招募需要综合考虑多个因素。首先，被试者需要能够完成研究任务（A），其次，根据研究目的，可能需要特定的人口统计学特征（B），如年龄、性别等。被试者需要具备良好的生理健康状况（C），以避免研究任务对他们造成不适或风险。同时，被试者需要有时间参与研究并愿意配合（D），而报酬水平（E）也是吸引和维持被试者参与的重要因素。16.fMRI数据预处理的主要目的有哪些？（）A.减少运动伪影B.校正生理信号干扰C.统一空间配准D.增强信号强度E.调整时间分辨率答案：ABC解析：功能磁共振成像（fMRI）数据预处理的主要目的是去除或减轻各种干扰，以便更准确地反映大脑活动。这包括减少被试者头部运动产生的伪影（A）、校正由心跳、呼吸等引起的生理信号干扰（B），以及将不同被试者的脑部结构图像进行空间标准化，使不同扫描的空间坐标对齐（C）。预处理通常不会主动增强信号强度（D），信号强度主要取决于扫描参数和原始信号质量。时间分辨率通常由采集参数决定，预处理主要是对时间序列数据进行处理（E），而不是调整时间分辨率本身。17.EEG信号记录的优势有哪些？（）A.无创性B.高时间分辨率C.成本相对较低D.对运动不敏感E.空间定位准确答案：ABC解析：脑电图（EEG）信号记录具有显著的优势，包括无创性（A），只需将电极放置在头皮即可记录大脑电活动，对被试者没有任何侵入性伤害。其次，EEG具有极高的时间分辨率（B），能够精确捕捉大脑电活动的瞬息万变。此外，EEG设备相对便宜，记录成本相对较低（C）。这些优点使得EEG在基础研究和临床诊断中广泛应用。然而，EEG的空间定位相对不准确（E），这是其主要的局限性之一。同时，EEG记录对被试者的头部运动和周围环境的电磁干扰比较敏感（D），并非对运动完全不敏感。18.PET技术中，图像重建的常用方法有哪些？（）A.滤波反投影法B.迭代重建法C.直接解算法D.康普顿散射法E.正电子湮灭探测答案：AB解析：正电子发射断层扫描（PET）图像重建是从探测到的正电子湮灭事件投影数据中恢复原始放射性分布的过程。常用的图像重建方法包括滤波反投影法（A），这是一种经典的基于解析解的重建方法，以及迭代重建法（B），如最大似然期望最大化（MLEM）算法和有序子集最大似然期望最大化（OSEM）算法等。直接解算法（C）在实际中很少使用。康普顿散射法（D）是描述正电子与原子核相互作用产生散射光子的物理过程，不是图像重建方法。正电子湮灭探测（E）是PET的基本物理原理，也不是重建方法。19.MEG技术的局限性主要体现在哪些方面？（）A.设备成本高昂B.空间分辨率较低C.需要屏蔽室D.对被试者头部运动敏感E.数据采集时间长答案：ABCD解析：脑磁图（MEG）技术虽然具有高时间分辨率和无辐射暴露等优势，但也存在一些局限性。首先，MEG设备非常昂贵（A），导致其普及程度不如fMRI。其次，MEG的空间分辨率相对较低（B），不如fMRI能够精确定位大脑活动源。此外，MEG信号非常微弱，且易受环境磁场干扰，因此需要在专门的磁屏蔽室（C）中进行数据采集。MEG对被试者头部运动也比较敏感（D），运动会引起信号失真。数据采集时间（E）相对fMRI可能稍短，但并非其最主要的局限性。20.认知神经影像学研究中，数据分析方法包括哪些？（）A.时频分析B.功能连接分析C.空间衰减分析D.统计检验E.机器学习分类答案：ABCDE解析：认知神经影像学研究中，数据分析方法多种多样，以提取和解释大脑活动的信息。常用的分析方法包括时频分析（A），用于研究大脑活动的频率成分随时间的变化，如事件相关电位（ERP）分析。功能连接分析（B）用于研究不同脑区之间功能上的相互关系。空间衰减分析（C）有时用于分析特定脑区活动随时间的变化规律或信号衰减。统计分析（D）是基础，用于检验组间或组内的差异是否显著。机器学习分类（E）可以用于识别不同认知状态或诊断不同疾病。这些方法常结合使用，以全面理解大脑的认知神经机制。三、判断题1.fMRI技术比脑电图（EEG）具有更高的时间分辨率。（）答案：错误解析：脑电图（EEG）信号的时间分辨率远高于功能磁共振成像（fMRI）。EEG能够以毫秒级的精度记录大脑电活动，而fMRI由于受限于血氧水平依赖（BOLD）信号的动力学过程，其时间分辨率通常在秒级，大约慢一个数量级。2.PET技术需要使用带有放射源的探针植入大脑进行测量。（）答案：错误解析：正电子发射断层扫描（PET）技术是通过向被试者体内注射含有放射性同位素的示踪剂，这些示踪剂会参与体内的生理代谢过程，并在衰变时发出正电子，与电子湮灭产生γ射线，探测器阵列接收这些γ射线并进行图像重建。因此，PET不需要将放射源植入大脑，而是通过外源性注入放射性示踪剂。3.MEG信号是由大脑皮层深部结构的神经元活动产生的。（）答案：错误解析：脑磁图（MEG）信号主要来源于大脑皮层表面神经元的同步电活动产生的磁场。虽然皮层下结构的活动也会产生磁场，但其信号会随着距离的增加而迅速衰减，难以被MEG设备有效探测。4.认知神经影像学研究只能使用侵入性技术。（）答案：错误解析：认知神经影像学研究主要使用无创性技术，如功能磁共振成像（fMRI）、脑电图（EEG）和脑磁图（MEG），以及正电子发射断层扫描（PET）。这些技术无需对被试者进行开颅或植入电极等侵入性操作。5.fMRI的信号来源于大脑皮层的灰质区域。（）答案：正确解析：功能磁共振成像（fMRI）的BOLD信号主要反映的是大脑皮层灰质区域的神经活动。灰质富含神经元，神经元活动引起的血氧水平变化是BOLD信号的基础。6.EEG记录需要将被试者的头发剃光才能获得更好的信号质量。（）答案：错误解析：脑电图（EEG）记录时，通常需要将电极紧密贴合头皮，但不需要剃光头发。保持一定的头发长度有助于固定电极，并减少电极与头皮之间的阻抗。当然，过多的头发或油脂可能会影响信号质量，但剃光头发并非必要。7.PET技术可以提供大脑结构的精细图像。（）答案：错误解析：正电子发射断层扫描（PET）技术主要提供的是大脑功能活动的图像，即显示放射性示踪剂在不同脑区的分布情况。虽然PET也能反映某些与结构相关的功能区域，但其空间分辨率通常低于结构成像技术如CT或MRI，无法提供大脑结构的精细图像。8.MEG信号比EEG信号更容易受到环境电磁干扰。（）答案：错误解析：脑磁图（MEG）信号是磁场信号，而脑电图（EEG）信号是电压信号。磁场信号比电信号更容易受到周围环境中的电磁干扰。为了减少干扰，MEG通常需要在专门的磁屏蔽室中进行数据采集，而EEG的干扰相对较小，对屏蔽的要求不高。9.fMRI数据采集过程中，被试者需要保持完全静止。（）答案：正确解析：功能磁共振成像（fMRI）数据采集对被试者的头部运动非常敏感。轻微的头部运动都会导致图像模糊和伪影，严重影响信号质量，使得难以准确分析大脑功能活动。因此，在fMRI实验中，要求被试者在整个扫描过程中尽可能保持头部静止。10.认知神经影像学研究可以完全揭示人类所有的认知过程。（）答案：错误解析：认知神经影像学是研究认知过程与大脑活动关系的重要工具，但它并不能完全揭示人类所有的认知过程。认知过程非常复杂，且受到多种因素的影响，目前的神经影像技术仍有局限性，例如空间分辨率和时间