生理心理学研究方法

• 人类案例的分析研 究 – 家系研究
• 某种疾病或行为障碍的家族内发生率、直系亲属 的 患病数目，尤其是父母、同胞及子孙后代的发 病情 况。如亨廷顿舞蹈症
– 双生子研究 • 同卵与异卵 • 遗传与环境的作用关系。如MAOA基因、受虐经历 与攻击行为。 – 寄养子研究 • 生身父母的先天遗传因素与养父母的抚育因素作 用 的影响关系。如酗酒与遗传
• It refers to functionally relevant modifications to the genome that do not involve a change in the nucleotide sequence. Examples of such modifications are DNA methylation and histone modification, both of which serve to regulate gene expression without altering the underlying DNA sequence. • These changes may remain through cell divisions for the remainder of the cell's life and may also last for multiple generations. However, there is no change in the underlying DNA sequence of the organism; instead, non-genetic factors cause the organism's genes to behave (or "express themselves") differently. • There are objections to the use of the term epigenetic to describe chemical modification of histone, since it remains unclear whether or not histone modifications are heritable.
• 功能性磁共振成像（functional Magnetic Resonance Imaging, fMRI）
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4 行为遗传学及基因研究方法
• 行为遗传学：Behavioural genetics is the field of study that examines the role of genetics in animal (including human) behaviour. • Often associated with the "nature versus nurture" debate, behavioural genetics is highly interdisciplinary, involving contributions from biology, genetics, epigenetics, ethology, psychology, and statistics. • Behavioural geneticists study the inheritance of behavioural traits. In humans, this information is often gathered through the use of the twin study or adoption study. In animal studies, breeding, transgenesis, and gene knockout techniques are common. • Psychiatric genetics is a closely related field.
– 微透析：与高效液相色谱技术联合使用
– 脑功能活动的形态学定位方法： • 放射性自显影 • 免疫细胞组织化学
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– 脑成像技术 • 计算机辅助断层成像（Computerized Tomography, CT） • 单光子发射计算机断层成像（single photon emission computed tomography, SPECT） • 正电子发射断层成像（Position Emission Tomography, PET）
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• 伦理争论
– 支持方 • 对医学研究至关重要 • 有助于人类
• 利大于弊
– 反对方 • 废奴派：不伤害任何无辜
• 最低限要求者
– 低等动物（如昆虫）；减少动物痛苦；带来更大益处
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• 妥协性共识
– 《防止虐待动物法》（英国）；《动物福利法案》（ 美国）；《实验动物管理条例》（中国）； – 3R原则 • 减少（reduction）：尽量减少实验用的动物和实验 的次数； • 替代（replacement）：尽可能采用可以替代实验 动物的替代物；
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• 脑活动的干预方 法 – 局部脑功能失活
• 永久性毁损
– 射频电毁损：电流 – 化学毁损：化学药物，如Kianic acid, Ibotenic acid, NMDA – 电离或冷冻毁损技术：射线聚焦、冷冻探针
• 暂时性抑制
– 生理学方法：氯化钾溶液
– 药理学方法：麻醉药物、γ-GABA受体激动剂
• 干预生物学变量对某种行为表现的影响
• 干预行为来检测生物指标的状态或变化 • 考察心理现象或生理状态改变之间是否存在共变 关 系
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– 干预生物变量的常用方法 • 不同手段激活或抑制神经细胞的功能 • 改变激素的水平或影响免疫系统 – 干预手段
• 物理手段：电损毁、电流刺激、磁场刺激等
• 生物化学手段：注射受体激动剂或抑制剂、激素、 免疫蛋白或多肽类等
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3 脑研究的方法
• 脑与行为关系研究中常用的方法
– 一类是脑干预的研究方法 • 主要通过直接刺激或损伤脑组织而实现，目的是 观 察对脑的特殊区域的刺激所引起的行为改变； – 一类是观察性的研究方法
• 可以通过其他间接的刺激或改变行为，观察脑活 动 状态的改变。
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• 脑立体定位手术
– 为直接干预或观察脑活动，根据脑的立体定位图谱确 定目标脑区的位置，然后借助脑立体定位仪精确定位 脑区或结构，对麻醉后的实验对象进行钻孔并将导管 或电极植入目标脑区的手术，手术过程可辅助影像技 术进行适时监控。
• 改善（refinement）：对待实验动物应做到尽善尽 美。
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小结
• 行为学研究方法
• 脑科学研究方法
• 遗传学研究方法
• 科学伦理
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• 表观遗传学
– epigenetics is the study of changes in gene expression or cellular phenotype, caused by mechanisms other than changes in the underlying DNA sequence – hence the name epi- (Greek: επίover, above, outer) -genetics, some of which are heritable.
2 生理心理学 研究方法
陈光辉
• 朴素思考 • 哲学思辨 • 实证研究 • 协同创新：动物学、分子生物学、神经科学、遗传 学、人类行为学、临床医学等。
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1 研究方法概述
• 生理心理学的研究策略
– 三类实验数据 • 人类被试的自我报告 • 对人类或其他动物行为的客观观察记录 • 不同层面的生物学变化的数据 – 三种基本研究思路
• 行为变量的测量与干预
– 本能动作模式的变化：惊跳、僵滞、逃避或攻击等 – 习得行为的变化：压杆或趋近目标
– 环境改变后的行为改变
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• 行为学建模的原理和方 式 – 条件化训练模式
• 巴浦洛夫条件化：狗、铃声、胃液 • 操作性条件化：桑代克与斯金纳等、老鼠、压杆、 快乐刺激 • 操作性辨别学习：斯金纳箱、鸽子 、红绿灯、啄与 不啄
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• 动物实验与人类研究的关 系 – 达尔文《人和动物的表情》
– 人类与动物的生物特征和行为变化过程存在着连续性 ，存在许多共同的生物学机制； • 神经的化学或电传导机制 • 性激素对性行为发展Baidu Nhomakorabea影响 • 学习记忆过程中海马的作用
– 科学伦理以及方法的限制
• 人类患者 • 损伤性动物实验
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2 行为学研究方法
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– 仿真学习模式 • 迷宫
– Karl Lashley；学习记忆；脑损伤；
• 多臂迷宫：空间定位、线索记忆或工作记忆等；图 2-5
• Morris水迷宫：学习记忆与空间认知加工策略；图 2-6
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• 环境模拟模式
– 抑郁模型：将动物长期暴露在多种低强度的应激刺激因 素下生活，这些应激因素分别包括不定期的禁水、禁食 、噪音、连续强光照射、隔离或拥挤的饲养环境等。通 过动物自发活动或糖水饮用量下降等判断是否进入抑郁 状态。 – 焦虑模型：将动物置于离地面一定高度的多臂迷宫中， 使其产生紧张的焦虑情绪。通过探索行为、次数或停留 时间的减少等判断是否进入焦虑状态。
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– 脑刺激方法 • 电刺激：电流强度低。如快乐中枢的电刺激； • 化学刺激：受体激动剂与拮抗剂；
• 经颅磁刺激：磁力线与磁脉冲
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• 脑活动的观察方 法 – 脑电记录方法
• 单细胞记录：胞内与胞外记录
• 多通道同步记录：多个神经元的放电 • 脑电图：EEG（Electroencephalography）、 ERP（Event Related Potential） – 脑磁图：MEG
• 行为遗传学的数据分析方 法 – 分离分析（segregation analysis）：对上一代的基
因传到下一代的分离比率进行估计或检验的一种遗传 分析。 – 连锁分析（linkage analysis）：通过对患者家系中 一 些遗传多态位点的分析，而对致病基因进行定位的 方 法。 – 多变量遗传分析（multivariate genetic analysis）： 分析不同遗传效应测量的重叠程度的分析方法。
• 现代基因技术与动物实 验 – 基因敲除
– 转基因 – 基因修饰：
• X染色体失活
• DNA甲基化 • DNA结合组蛋白修饰
5 研究中的动物实验与伦理
• 动物研究的理由
– 行为背后的机制有跨物种的相似性，并且有时在非人 类物种上进行研究更容易
• 乌贼的神经比人的神经粗
– 对动物本身感兴趣 • 候鸟迁徙；蜜蜂跳舞； – 动物研究有助于解释人类的演化过程 • 人类不同发展结果的功能意义 – 法律和伦理的限制，某些实验不能使用人类被试
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• 动物行为模型的评价标 准 – 表面效度：动物模型与所要表征的行为现象的相似性；
– 结构效度：动物模型能够反映行为现象的主要特征； – 预测效度：相应的动物模型对临床治疗药物的有效反应 性。 – 动物模型的可重复性 – 实验动物的使用原则 – 例如，动物药物成瘾模型与人的药物成瘾：自动给药、 顽固性与强迫性、治疗药物能够用于人。