FMRI与情绪

fMRI和MRI在图像扫描上用的相同的原子物理学 原理。但是MRI的扫描图像反应的是生理解剖结 构，而fMRI的图像则是对新陈代谢的变化的反 应。
（三）功能磁共振成像（FMRI）：方法
组块设计(blocked-trial paradigm) ； 事件相关设计(single-trial paradigm)，基于单次刺 激或行为事件的成像方式，一次只给一个刺激，经 过一段时间间隔再进行下一次相同或不同的刺激， 最后经过平均叠加得到各种不同刺激的脑活动信号。
（二）功能磁共振成像（FMRI）：原理
• 1936年，著名化学家和生物学家Pauling指 出，氧合血红蛋白与脱氧血红蛋白的磁化 率稍有不同； • 1982年，Thulborn论证了脱氧血红蛋白的磁 共振信号衰减速度比氧合血红蛋白快； • 1986年，P. Fox发现，脑活动时神经元活动、 能量代谢和血流动力学变化(脑血流、脑血 流容积、以及血氧变化)三者之间存在密切 联系。
（三）经fMRI以及PET等脑功能成像技术发 现的与情绪有关的脑区包括：杏仁核（与 情绪的内隐学习、恐惧习得及社会性情绪 等有关）、海马（与情绪的外显经验学习 与记忆有关）、眶额叶皮层（情绪整合的 高级中枢）、前部扣带回（对行为决策提 供与动机相关的情绪评价信号）、岛叶皮 层（厌恶情绪识别与表达的中枢）
二、什么是FMRI
设备外观
• fMRI（functional magnetic resonance imaging），即功能性 磁共振成像，是在传 统磁共振成像术（MRI） 的基础上于1990年--1992年间发展起来的， 可以利用血红蛋白的 磁性变化测量脑激活 区局部血流量的增加。
（一）MRI成像原理wk.baidu.com
（二）功能磁共振成像（FMRI）：原理
• 血液中的血红蛋白携带着氧，也称氧合血 红蛋白，当氧被组织吸收后转变成脱氧血 红蛋白。氧合血红蛋白与脱氧血红蛋白的 磁性不同，含氧血红蛋白是逆磁性的，而 脱氧血红蛋白是顺磁性的。当认知任务的 加工激活了某些脑区，该区域静脉血中氧 合血红蛋白增加，而脱氧血红蛋白减少，？ 这会造成功能性磁共振成像（T2*）强度增 大。可见，功能磁共振成像测量的是氧合 血红蛋白和脱氧血红蛋白的比率——血氧 水平依赖效应（blood oxygenation level dependent，BOLD效应）。
FMRI与情绪 FMRI与情绪
目录
• 一、情绪与脑的关系 • 二、什么叫FMRI • 三、FMRI在情绪方面的研究进展
一、情绪与脑的关系
• （一）、情绪的定义
• • 情绪是一种由客观事物与人的需要相互作用而产生的 包含体验、生理和表情的整合性的心理过程。
（二）、神经系统的组成
人的神经系统，是由中枢神经系统与周围神经系统组 成的。 • 中枢神经系统包括：大脑（半球）、间脑、中脑、桥 脑、延脑、小脑和脊髓。 • 周围神经系统包括：12对脑神经、31对脊神经。
三、fMRI在情绪方面的研究进展
（一）、McGaugh认为, 情绪增强效应主要 是情绪信息通过杏仁体作用于内侧颞叶记 忆系统, 从而调节记忆固化作用。我国研究 者余永强等人运用fMRI进行的研究证实情 绪增强效应主要与杏仁核和海马激活强度 相关, 内侧颞叶在情绪记忆中也具有重要的 作用。
（二）我国学者罗跃嘉、李雪冰等人以高时 间分辨率的ERP 和高空间分辨率的fMRI 技 术相结合，就负性情绪对工作记忆的影响 作用及其脑机制问题就行了深入研究，得 出情绪对空间工作记忆的保持功能、刷新 功能的影响大于言语工作记忆; 前额-顶叶网 络更多地参与空间工作记忆与负性情绪的 相互作用, 指出注意资源竞争机制是情绪选 择性影响空间工作记忆的潜在机制, 并且发 现这种选择性影响还与认知负荷密切相关。
• MRI（magnetic resonance imaging），即磁共振成像技 术，在无创伤条件下可以提供人脑结构的清晰影像。主要 是利用机体组织的中物质原子的磁共振现象进行结构成像 的一种技术。 • 磁共振现象指物质的原子核在恒磁场中的射电磁波能量的 激发下吸收能量后，随即又发射能量的现象。每种原子或 离子的结构不同，受激发后出现共振的频率不同。如氢原 子的核磁共振频率为42.59兆赫兹，钠原子核的的核磁共 振频率为11.26兆赫兹。 • MRI成像仪器主要包括射频线圈（激发产生核磁共振现 象）、恒常磁场线圈（背景磁场）以及在x、Y、Z三维方 向上各有一组梯度磁场是检测脑核磁共振现象的主要部分。 梯度磁场中，每一微小的变化都由汁算机采集数据，构成 图像显示出来。
(四)功能磁共振成像（fMRI）：优缺点
• 优点：fMRI的空间分辨率达到3立方毫米左右， 可以在1秒内给出一张图片，特别是fMRI无需向 被试体内注射任何放射性物质，这给脑功能的研 究带来了革命性的影响。 • 局限：首先、与EEG和MEG不同，fMRI（包括 PET）并不直接测量神经事件，而是与神经活动 有关的代谢活动，即间接地测量神经活动。 • 其次、脑代谢功能成像的激活区域只能反映 该区的神经活动增强，并不能说明是抑制活动增 强还兴奋活动增强。 • 第三、fMRI（包括PET）的时间分辨率不高， 无法与单细胞记录和ERP相比。 • 第四、目前的的脑功能成像设备一般要求被 试躺着或者头部固定，而且噪声也比较大，这些 都限制了行为实验的设计。
• （三）、情绪与脑的关系 ）、情绪与脑的关系
• 脑功能成像工具之fMRI • 对于这一问题开始人们采用刺激法、脑损伤法、 细胞记录法来研究，但是这些方法都不适合人类， 且都会造成一定的损害。而随着技术的发展，特 别是计算机技术的运用，出现ERP、fMRI、PET 等无创伤性的技术来研究脑与心理。使得人们能 清晰地、科学的获得大脑的功能成像或定位，以 确定心理与脑之间的关系。 因此fMRI是当今研究 情绪与脑关系的最重要的工具之一。
谢谢！
图฀ 情绪增强效应与杏仁核和海马激活相关图。a) 双侧杏仁核区脑功 能图; b) 双侧海马/ 海马旁回脑功能图; c) 散点图显示双侧杏仁核激活程度 与情绪增强效应(EEG) 显著相关; d) 右侧散点图显示双侧海马或海马旁回 激活与增强效应显著相关。
• 神经活动兴奋性水平增强时，局部脑组织 血流、血流容积、以及血氧消耗均增加， 但增加的比例不同，脑血流量增加超出血 流容积2、4倍，而氧耗量仅轻微增加，血 流量增加超出了氧耗量的增加。！
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（三）、情绪与脑的关系 ）、情绪与脑的关系
• 情绪的神经基础 • 情绪的三个组成部分，内在体验、生理激起 和表情无一不是与生理有密切的关系。比如 电刺激下丘脑会诱发动物的假怒反应和不同 类型的攻击行为。由此推断下丘脑可能是控 制情绪身体唤醒和外显行为的脑中枢。情绪 的体验主要定位于大脑皮层。表情则涉及到 与动机、计划、决策、动作控制相关的等更 为复杂的脑部参与。
• （三）、情绪与脑的关系 ）、情绪与脑的关系
• 大脑的功能定位 • 大脑的功能是模块化的，即皮层可以从空间上划 分成多个小的功能区域，每个区域参与某些特定 的功能处理，而每种功能都是由某个或某些特定 的区域来实现的 。 • 对于情绪的的生理研究大都围绕脑的的情绪 机能定位和生理与情绪之间的模式化对应关系而 展开。人的大部分心理是由脑控制并产生的，因 此，人们试图揭示大脑中是否存在有某些固定的 区域担负着某种固定的行为机能，在情绪的发生 上起着某种固定的作用。