触觉-视觉交叉模式工作记忆的研究

目的:探讨触觉-视觉交叉模式工作记忆的大脑神经活动机理.方法:训练11个正常受试者学习交叉模式工作记忆任务,利用Neuroscan EEG系统记录脑电活动,对脑电数据求源分析后,着重考察事件相关脑电成分所处的大脑空间位置.结果发现:在延时过程中的3个主要的脑电成分N40,LPC和LNC的神经活动源分别处于大脑的右侧顶叶,中间后顶叶和前额叶.这提示了交叉模式工作记忆中相继的三个神经认知功能:感知,触觉一视觉模式阃的信息交互,和工作记忆的维持.     

工作记忆中汉字与空间的分离及动态优势半球的ERP效应

测量了14名正常被试完成延迟匹配任务时的事件相关脑电位(ERP)。在刺激消失后的延迟阶段,汉字任务和空间任务均在头皮中前部额区产生P260和晚期正成分(LPC), 在头皮后部顶枕区产生N150和晚期负成分(LNC)。汉字任务的P260表现出右脑优势, 400-800ms时LPC转变为与空间任务相比较的汉字左脑相对优势。空间任务的P260在左右脑无差异,400-800ms时LPC转变为右脑优势。头皮后部无显著差异。本研究提供了工作记忆中汉字与空间信息保持的分离及其优势脑动态变化的ERP证据。     

振动触觉频率信息的工作记忆容量及存储机制

工作记忆可以同时保存多个信息并且容量有限, 这一内在机制是工作记忆研究的重点问题。视觉和言语等研究领域都发现工作记忆能够存储多个信息单元, 但对振动触觉工作记忆是否能存储多个频率信息目前尚无相关研究。由于振动触觉频率刺激和视觉刺激具有不同的神经编码机制, 以及振动频率信息是通过躯体感觉产生的模拟的、单维的、参数化信息, 振动触觉工作记忆容量及其加工存储机制的研究也必不可少。首先, 本项目将采用新的实验范式, 探究不同的刺激呈现方式以及不同反应报告方式下, 振动触觉工作记忆的容量及其认知机制。其次, 本项目也将同时运用功能磁共振成像(fMRI)技术, 来阐述振动触觉工作记忆加工存储的神经机制。探究基于触觉频率信息的参数工作记忆容量及其神经机制是完善工作记忆模型的重要补充, 将有助于提高我们对工作记忆系统的理解, 并为视觉、听觉、触觉多模态感知觉信息的跨通道研究奠定基础。     

原型激活促发顿悟的大脑机制:来自ERP研究的证据

通过"多对对"学习-测试的两阶段实验范型,采用事件相关电位(ERP)技术探讨了顿悟问题(字谜)解决中原型激活促发顿悟的脑内时程动态变化。结果发现,在字谜呈现后的1400 ms内,"有顿悟"与"无顿悟"字谜所诱发的脑电活动基本一致,说明原型字谜的激活可能有自动化加工的趋势;随后,在1400 ms-2500 ms内,"有顿悟"比"无顿悟"字谜诱发出一个更加负性的ERP成分,具体包括:1400-1700 ms(LNC1),1700-2000 ms(LNC2)以及2000-2500 ms(LNC3)。偶极子定位结果显示,LNC1主要起源于左侧额中回附近,可能与关键性启发信息的激活过程有关;LNC2主要起源于左侧额叶,可能主要反映了思维定势的打破以及新异联系的形成过程;而LNC3主要起源于PPC附近,可能与猜中字谜后的情绪体验有关。     

共情与中国民族音乐情绪识别的关系：来自ERP的证据

音乐情绪识别能力是利用音乐开展情绪调节的基本条件。传统的以五声音阶为基础的具有独特韵味的中国民族音乐反映了中国人独有的情感和价值观念, 在情绪调节和音乐治疗方面具有积极的作用, 是研究音乐情绪识别的有效音乐刺激。本研究采用跨通道情绪启动范式, 通过人际反应指针问卷筛选出高、低共情组被试各36人参加脑电实验, 考察共情能力对中国民族音乐情绪识别的影响。脑电数据显示, 在进行中国民族音乐情绪内隐识别时, 将宫调和羽调音乐作为启动刺激, 诱发了中期的P2、N400以及晚期正成分LPC (Late Positive Component)。低共情组P2和N400成分的波幅大于高共情组, 高共情组LPC成分的波幅大于低共情组。本研究第一次从电生理层面考察了不同共情能力的个体在进行中国民族音乐情绪识别时的神经反应差异。高低共情组在中国民族音乐情绪识别不同阶段的注意投入可能影响了其对音乐刺激的感受, 进而影响音乐情绪识别。     

触觉时序知觉手臂交叉效应的性别差异

本研究探讨触觉时序知觉的手臂交叉效应是否存在性别差异。通过两个实验在较短和较长的SOA条件下考察男性和女性被试在基于体觉和基于外部空间的触觉时序判断任务中的表现。结果表明,男性与女性被试在基于体觉和基于外部空间的触觉时序判断任务中均存在手臂交叉效应,SOA较短时男性被试的手臂交叉效应显著小于女性被试,但在SOA较长的条件下手臂交叉效应没有明显的性别差异。触觉时序知觉手臂交叉效应的性别差异可能与空间知觉能力和生理解剖学因素有关。     

理解私人意图与交际意图的ERP证据

已有的意图理解神经成像研究大多关注理解单一个体私人意图的脑功能定位, 而较少涉及两个或更多人的社会性交际意图, 大脑区分私人意图和交际意图的动态时间过程尚不清楚。本研究记录了16名健康被试理解三种不同意图任务时的脑电成分。三种意图分别为: 1)私人意图; 2)交际意图; 3)物理意图。电生理学结果表明在大脑顶区, 私人意图的N250的峰值显著大于交际意图和物理意图。在晚期阶段(300~600 ms), 交际意图的晚期正成分(LPC)的平均波幅要显著大于私人意图和物理意图。在400~600 ms时, 私人意图的LPC的平均波幅要显著大于物理意图。本研究为理解私人意图和交际意图的动态加工过程提供了神经电生理学的初步证据。     

7—12岁正常及盲童听、触觉通道大小辨别比较实验

人类感知外界事物时,视觉及触觉都起着重要作用。在排除视觉的条件下人们仅仅凭着触觉也能对物体形状及大小进行知觉,但精确度要较之视觉的为低。在实际生活中,失去视觉的人,凭着听觉也能对物体的质地和大小及远近距离进行辨别和判断。在本实验中,比较了正常儿童和盲童的听觉、触觉对物体大小的辨别能力。实验结果表明盲童通过触觉辨别物体的大小的能力是相当高的,正确率达82.6％;通过听觉(声音)辩别同质地物体的大小的正确率也达61.1％。这两者均明显优于正常儿童(视觉正常儿童)的结果。作者认为,盲童由于失去视觉,而加强触觉和听觉能力的发展,是感官补偿作用的结果。     

右侧背外侧前额叶在视觉工作记忆中的因果性作用

以往的影像学研究表明右侧背外侧前额叶皮层(DLPFC)在视觉工作记忆中发挥重要作用, 然而缺乏因果性的证据。本研究旨在考察右侧DLPFC的激活与视觉工作记忆容量的因果关系, 并探讨这一关系受到记忆负荷的调节及其神经机制。被试接受经颅直流电刺激之后完成视觉工作记忆变化检测任务, 根据被试在虚假刺激情况下从负荷4到负荷6任务记忆容量的增量将被试分为低记忆增长潜力组(简称低潜力组)和高记忆增长潜力组(简称高潜力组), 结果发现正性电刺激右侧DLPFC相对于虚假电刺激显著提升了高潜力组被试在低记忆负荷(负荷4)下的记忆容量及其对应的提取阶段的脑电指标SPCN成分。表明右侧DLPFC在视觉工作记忆的提取阶段发挥重要的因果性作用; 正性经颅直流电刺激右侧DLPFC可使工作记忆容量高潜力被试获得更多的脑活动增益, 并导致更好的行为提升效果。     

触觉的情绪功能及其神经生理机制

触觉是个体探知外部世界的重要感觉通道,其情绪功能在维系社会联结、促进人际沟通等方面具有重要作用。触觉的情绪功能一方面表现为通过触觉动作本身直接传递情绪信息,另一方面则是通过增强注意和锐化社会评价的方式促进个体对跨通道情绪信息的加工。神经生理学研究发现,触觉情绪信息由无髓鞘C纤维介导,经脊髓丘脑束通路投射于岛叶(头面部触觉情绪信息的传导路径尚不明确),并在杏仁核、内侧前额叶、后颞上沟等"社会脑"网络的核心区域被精细加工。未来还应对触觉情绪的人际依赖性、文化独特性、操作标准化,及其在神经水平上与感觉-辨识系统间的关联性与独立性做深入探究。     

言语工作记忆内容在语义水平的注意捕获

采用工作记忆−视觉搜索双任务范式, 探讨不同呈现方式下与言语工作记忆内容语义水平匹配的刺激的注意捕获效应。结果发现：(1)视觉呈现下, 与言语工作记忆内容知觉和语义匹配的刺激均能捕获注意, 且在视觉搜索快速反应的阶段仍能捕获注意; (2)听觉呈现下, 与言语工作记忆内容语义匹配的刺激不能捕获注意, 反而被抑制, 但在视觉搜索快速反应的早期阶段却能捕获注意。研究表明, 基于视听呈现的言语工作记忆内容在语义水平对注意的引导作用可发生在注意搜索过程快速反应的早期阶段。而晚期阶段由于受到跨通道注意选择的抑制, 听觉呈现下的语义表征不能捕获注意, 而视觉呈现下的语义表征仍能捕获注意。     

“有声有色”的触觉体验：来自多感觉通道整合的线索

虚拟现实技术通过提供视觉、听觉和触觉等信息为用户创造身临其境的感知体验, 其中触觉反馈面临诸多技术瓶颈使得虚拟现实中的自然交互受限。基于多感官错觉的伪触觉技术可以借助其他通道的信息强化和丰富触觉感受, 是目前虚拟现实环境中优化触觉体验的有效途径。本文聚焦于触觉中最重要的维度之一——粗糙度, 试图为解决虚拟现实中触觉反馈的受限问题提供新思路。探讨了粗糙度感知中, 视、听、触多感觉通道整合的关系, 分析了视觉线索(表面纹理密度、表面光影、控制显示比)和听觉线索(音调/频率、响度)如何影响触觉粗糙度感知, 总结了当下调控这些因素来改变粗糙度感知的方法。最后, 探讨了使用伪触觉反馈技术时, 虚拟现实环境中视、听、触觉信息在呈现效果、感知整合等方面与真实世界相比可能存在的差异, 提出可借鉴的改善触觉体验的适用方法和未来待研究的方向。     

侗歌经验对侗族中学生执行功能的影响

音乐训练对认知能力具有广泛的促进效应。本研究结合执行功能的三个成分(抑制控制、工作记忆和认知灵活性), 在我国民族音乐背景下, 匹配实验任务的视觉和听觉形式, 探讨侗歌经验对侗族中学生执行功能的影响。结果表明, 侗歌组被试在抑制能力和刷新能力上显著好于侗族非侗歌组被试和汉族被试, 这一优势在视觉任务中和听觉任务中均存在, 说明侗歌经验产生的认知优势具有跨感觉通道的普遍性。侗歌组被试和侗族非侗歌组被试的转换能力差异不显著。侗族非侗歌组被试的抑制能力和转换能力好于汉族被试, 这体现了语言和音乐的交互作用。     

客体与空间工作记忆的分离：来自皮层慢电位的证据

利用128导事件相关电位技术,采用延迟匹配任务的实验范式,测查了16名正常被试在完成客体任务和空间任务时的皮层慢电位（slow cortical potentials,简称sp成分）,实验发现：在后部脑区,客体工作记忆与空间工作记忆在慢波活动的时间上存在分离,空间任务更早的诱发出负sp成分,并且空间任务激活更多的后部脑区;左下前额叶在客体工作记忆任务与空间工作记忆任务中都有激活,并且激活强度不存在显著差异;背侧前额叶主要负责客体信息的保持与复述,但左右背侧前额叶的激活强度存在不对称性。     

多特征刺激在视觉工作记忆中的存储模式

使用事件相关电位技术, 采用变化觉察范式, 以双色块和单色块为刺激材料, 通过两个实验探讨了多特征刺激在视觉工作记忆中的存储模式。实验1通过对双色块和单色块的比较来考察特征数量对视觉工作记忆资源分配的影响, 通过操控双色方块的变化幅度来考察精度需求对资源分配的影响。结果发现, 特征数量的增加诱发了更强的对侧延迟活动(CDA), 而精度需求的提高并没有引起对侧延迟活动上的差异, 却诱发了指示自上而下的控制的晚期正成分(LPC)的增强。实验2通过在测验阶段加入指示可能变化的部分的提示符, 发现提示符并未能促进变化觉察的行为反应。整个研究表明, 特征数量影响视觉工作记忆资源的分配, 而精度需求并不起作用, 同时多特征刺激在视觉工作记忆中的存储单位并不是单个的独立特征, 而是整合的客体。     

认知事件相关电位P300与儿童青少年工作记忆的发展

研究采用ERP技术对59名儿童工作记忆水平与事件相关电位进行比较分析,以说明工作记忆发展的神经电生理基础及年龄特征。实验仪器为美国NICOLET公司生产的COMPACT FOUR脑诱发电位仪。结果发现:(1)儿童工作记忆水平与P300各成分潜伏期呈负相关,与P300各成分的振幅呈正相关。(2)儿童P300的各潜伏期随年龄增长而下降,振幅随年龄增长而增大。(3)不同性别儿童P300各成分均无显著性差异。     

7—12岁学龄儿童、聋哑儿童及成人视、触大小知觉实验研究

前言在知觉辨别中,视觉和触觉的作用已有过不少研究,在J.Gibson 的一项研究中,发现一周岁左右的婴儿就已具有触觉通道和视觉通道相互传递信息的能力。但对这二者的相互作用问题,仍有不同看法。R.P.Kelvin 的研究表明,通过单一感觉道(如“视—视”或“触—触”)对物体大小的辨别与交叉感觉道(如“视—触”或“触—视”)进行辨别的结果没有什么差别。但在我们以前的一项研究中,发现由视觉识记的图形,通过触觉再认,要比由视觉再认的成绩为差;而由触觉识记的图形,通过视觉再认则比触觉再认的成绩     

音乐对工作记忆影响及机制的ERP研究

以肖邦音乐为刺激材料,采用数字n-back实验范式来研究肖邦音乐对工作记忆的影响方式,并通过运用事件相关电位技术(ERP技术),研究不同音乐条件下,正常人大脑皮层的脑电活动情况,进而探讨音乐对工作记忆影响的神经机制。30名被试参加了3种音乐条件(无音乐、先导音乐、背景音乐)下的n-back(n=1、2)工作记忆任务的行为实验,收集行为数据;14名被试参加了同样实验过程的ERP实验,记录脑电数据。行为结果发现音乐条件对工作记忆效果有显著影响,且先导音乐条件下记忆效果最好;脑电结果显示P3波幅随记忆负荷的增加呈下降趋势,高记忆负荷水平下,P3波幅随先导音乐、背景音乐、无音乐的顺序逐渐呈现下降趋势;源定位分析发现音乐对工作记忆的促进作用可能跟大脑顶叶被激活有关。     

网络成瘾倾向者在视觉工作记忆引导下的注意捕获

采用工作记忆任务和视觉搜索任务相结合的双任务范式, 探讨网络成瘾倾向者在视觉工作记忆引导下的注意捕获。实验1考察了单一分心刺激视场中分心刺激的性质对网络成瘾倾向者选择性注意的影响, 实验2通过控制匹配试验出现的概率来诱发不同的抑制动机, 探讨多分心刺激视场中两种抑制动机下网络成瘾倾向者的注意表现。结果发现：(1)无论在单一分心刺激还是多分心刺激视场中, 网络成瘾倾向被试的目标搜索反应时均显著短于正常组被试, 且两组的搜索正确率没有差异。(2)在单一分心刺激视场中, 无论是与工作记忆项目匹配还是不匹配的分心刺激都会捕获正常组被试的注意, 但不会捕获网络成瘾倾向被试的注意。(3)在多分心刺激视场中, 当抑制动机水平较低时, 两组被试均对匹配分心物产生注意捕获效应, 且网络成瘾倾向被试受工作记忆引导的注意捕获效应小于正常组被试; 当抑制动机较高时, 两组被试均对匹配分心物产生注意抑制效应, 且没有差异。研究结果表明, 面对非网络相关视觉刺激时, 网络成瘾倾向者受工作记忆引导的注意捕获效应小于正常组, 并表现出了知觉加工上的优势。     

工作记忆表征精度加工需求对注意引导的影响

采用注意捕获范式, 通过行为和事件相关脑电位(ERP)实验, 探讨工作记忆表征精度加工需求对注意引导的影响, 行为结果发现, 在低精度加工需求条件下, 只有一个工作记忆表征引导注意, 且处于高激活状态的工作记忆表征产生的注意捕获大于低激活状态; 而在高精度加工需求条件下, 有两个工作记忆表征引导注意, 且处于高、低激活状态的工作记忆表征产生的注意捕获没有差异。ERP结果显示, 高精度加工需求条件下诱发的NSW和LPC大于低精度加工需求条件; 在高精度加工需求条件下, 干扰项与记忆项匹配比不匹配时, 诱发更大的N2和更小的N2pc, 而在低精度加工需求条件下, 干扰项与记忆项匹配和不匹配时诱发的N2、N2pc没有差异。研究表明, 工作记忆表征精度加工需求影响注意引导的机制可能是高精度加工需求下, 工作记忆表征消耗的认知资源增加, 搜索目标获得的资源减少, 干扰项捕获的注意增加。