认知神经科学_整理

1.什么是认知神经科学

答：认知神经科学是在传统的心理学、生物学、信息科学、计算机科学、生物医学工程，以及物理学、数学、哲学等学科交叉的层面上发展起来的一门新兴学科，旨在阐明自我意识、思维想像和语言等人类高级精神活动的神经机制。

答（百科）：认知神经科学认知神经科学的研究旨在阐明认知活动的脑机制，即人类大脑如何调用其各层次上的组件，包括分子、细胞、脑组织区和全脑去实现各种认知活动。

2．认知神经科学研究技术

答：①脑电图与事件相关电位的发展：20 世纪50 年代末随着计算机在生物学中的应用导致事件相关电位（ERP）问世。

②脑磁图的发展：第一套有屏蔽室的脑磁图系统（MEG）设在麻省理工学院的Francis Bitter Magnetic 实验室。

③正电子断层扫描技术：20 世纪70 年代中期发展起来的核医学成像技术。

④功能磁共振成像的发展：20 世纪90 年代脑研究领域发展最迅速的一种非侵入性活体脑功能检测技术。

⑤光学成像技术：时间和空间分辨率已达约5μm 的物方元和每秒25 帧以上的视频速度。

3.神经解剖方法

一、单个神经元

1．Golgi 法

（1）Golgi 于1873 年开始使用。（2）适用于染年轻的脑细胞。

2．细胞内染色法

（1）细胞内注射示踪剂技术。（2）用于对靶神经元进行电位记录

3．电子显微镜

用于观察细胞及亚细胞的微细结构

二、神经元群

1．尼氏染色法

（1）1894 年Nissl 发明。（2）用于划分皮层下核团及皮层区的界限，以及测定细胞数量和密度。

2．免疫细胞化学

（1）用于揭示神经细胞亚群的新方法。（2）对靶细胞标记相应的抗体。

3．组织化学

使用成色剂沉淀为酶反应的最终产物，从而揭示细胞和突起对某些物质起正反应的一种技术。

4．细胞色素氧化酶

标记细胞色素氧化酶呈现为特殊的斑块形状。

三、连接

1．Nauto 法

（1）1954 年，Nauto 改进的银染色法（2）用于对长距离的连接。

2．顺行和逆行示踪剂

（1）顺行示踪剂：示踪剂被胞体和树突摄入，并沿轴突被动运送至末梢。

（2）逆行示踪剂：示踪剂被末梢摄入，并沿轴突被动运送至胞体和树突。

3．新型顺行和逆行示踪剂

BDA；FR 有更高分辨率，更精细显示Golgi样的整个轴突及其神经末梢形态

四、微环路

脑组织切片上结合进行解剖和生理上的研究，以便在微环路水平研究结构和功能的特性。

五、功能网

1．14C-2-脱氧核糖核酸放射自显影法：根据成熟神经元不能储存糖原，因而它们对能量的需求完全依赖于血液葡萄糖的供给的原理建立。在系统引入2-DG 后，对神经元群的不同刺激导致2-DG 的不同积累程度。可提供较高的分辨率。

2．早早期基因：这些基因能被特定刺激“启动”，对这些特定刺激反应的神经元能通过对mRNA的原位杂交而显示出来。

六、现代技术

1．激光扫描共焦显微镜：通过位于显微镜轴上的小针孔，从一个置于聚焦照明的扫描平面上的组织切片上获得信号。

2．双光子激光扫描显微镜：依靠脉冲与生物样本中的特殊分子的相互作用引起荧光的发射，

光线可深入生物组织，且毒性很小。

3．原位杂交：从组织学上探测神经组织中的功能分子和组成分子基因的表达。

4．基因操作和病毒载体：用于引入外源基因。

4.人体神经解剖方法

①损伤一蜕变方法

② Golgi 染色法

③细胞色素氧化酶

④免疫细胞化学

⑤电镜

⑥受体放射自显影术

⑦神经成像技术（DTI）

5.脑皮层连接

一、丘脑皮层连接

二、皮层内部连接

三、皮层-皮层连接（即前馈连接、反馈连接和侧连接）

皮皮层区等级顺序的构成规则是：一个区在某一给定的“水平”接受从较低水平区来的前馈连接，发出反馈连接到这些同样的较低水平的区，并与处在同样水平的区交换侧连接。交互的前馈和反馈连接是建立脑区的等级顺序的重要线索。（但不能完全遵照）

6.前额叶功能

注意力调控、学习与记忆、行为抑制、计划和策略、思维与推理

（1）注意：当前额叶皮层向颞下回或后顶叶发出“自上而下"的反馈调控时，这些区域的神经元对视觉目标的反应出现高度的注意选择性。前额叶损失病人注意力调

控能力低下，很难把注意力集中到被特别暗示的事物上，容易受无关刺激的干

扰。如完成stroop任务差。

（2）学习与记忆

规则学习是前额叶皮层（前额叶腹侧部，调控）的一个关键功能，前额叶皮层神经元的活动反映通过学习获得的联合关系。

情景记忆则是对生活中所发生事件的自传性记忆，它储存着关于事件发生的特定时间和地点的时间和空间“标签”。（语义记忆是关于外部世界有组织的知识/相对稳定的关于世界的一般知识和事实的认识）情景记忆则需要内侧颞叶、大脑皮层记忆储存区以及前额叶皮层的共同工作。情景记忆本质是源记忆，关于事件在何处何地发生的记忆，依赖与前额叶皮层，1）源头记忆错误在小孩和老人中很常见，是因为前额叶皮层在个体发育中成熟较慢，在正常老化过程中遭受一定程度的损害。2）前额叶皮层受损伤的病人倾向于混淆在何时、何处学得他们所知道的事情。

工作记忆：短时记忆指脑内暂时保留信息的过程，包括瞬时记忆和工作记忆，工作记忆是指在执行认知任务过程中，用于信息的暂时储存与加工的资源有限的系统。Baddeley & Hitch工作记忆系统由3 个部分组成：（1）中央执行机构(为注意调控系统，负责对视觉空间模板、语音环路的操作和检索)，（2）视觉空间速写板（辅助系统），（3）语音回路（辅助系统）。前额叶主沟区（46区）是空间工作记忆的关键区，Goldman-Rakic采用眼动延缓反应任务（ODR任务），确定主沟区为空间工作记忆区；腹侧部管理客体工作记忆（前额叶腹侧部与颞下回交互纤维，颞下回——视觉信息“腹侧通路”），空间工作记忆和客体工作记忆分别由前额叶主沟区和腹侧部来管理，这与主沟区和腹侧部分别接受来自“背侧通路”和“腹侧通路”的投射输入一致。此外，前额叶前端主管与语言信息相关的工作记忆。——Goldman-Rakic 前额叶皮层工作记忆模块假说。

（3）行为抑制

由于前额叶皮层的抑制性功能，使得我们知道不该做的事情不能去做，而前额

叶病人在社会及情感行为方面表现出多个方面的异常。前额叶病人常常不能根

据暗示信号调整自己的行为，很难抑制最初建立的行为模式。

ADHD, 前额叶皮层神经元的神经纤维的髓鞘化要到13-15 岁才能完成, 髓鞘化一方面使神经纤维与神经纤维之间相互绝缘，也使神经脉冲在神经纤维上的传导加速。