近红外光谱术用于Stroop效应及阅读障碍儿童的研究

论文摘要

脑功能成像技术是研究脑认知和学习能力的重要手段,现有的成像技术主要检测电生理学或血液动力学等代谢信号来实现功能成像。近红外光谱术(NIRS)是无损检测多个血液动力学参数的重要方法。本文以认知神经科学领域较为成熟且用途广泛的Stroop效应作为研究对象,用NIRS开展了以下两方面的研究。将NIRS和事件相关电位(ERP)技术结合,同步测量Stroop效应中前额叶的活动,得到认知冲突进程中的激活脑区。采用自行研制的NIRS仪器和商用ERP仪器对16名在校大学生进行了测量,在行为学、NIRS和ERP数据中都观察到了显著的Stroop效应。分析血液动力学信号和电生理学信号间的相关关系,发现标志冲突解决的特征电信号P600发生源位于前额叶区域;相关分析还表明了血液动力学信号反映电生理学信号的积累效应;另外,去氧血红蛋白显示出对脑功能活动更为敏感的特性。结果表明了NIRS和ERP同步联合检测的可行性,及用光电联合检测方法探索神经血管耦联机制的积极意义。对武汉市某小学19名阅读障碍儿童和24名正常儿童,应用NIRS测量改进的字音和字义Stroop任务中前额叶的激活。对比正常儿童和阅读障碍儿童的行为数据和NIRS数据,发现障碍儿童前额叶的整体激活水平较低,在语义通达的字音路径存在缺陷。而且正常儿童更依赖字形路径,障碍儿童更依赖字音路径。实验证明了NIRS测量阅读障碍儿童的可行性,障碍儿童在Stroop效应中较低的前额叶激活水平为NIRS临床检测阅读障碍儿童提供了依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 脑功能成像概述
• 1.2 近红外光谱术
• 1.3 认知冲突控制及Stroop效应
• 1.4 课题意义及主要研究内容
• 2 Stroop效应的光电联合检测
• 2.1 Stroop效应的认知机制研究
• 2.2 多模式联合检测
• 2.3 实验材料与方法
• 2.4 实验结果与讨论
• 2.5 本章小结
• 3 阅读障碍儿童Stroop效应的近红外光谱术研究
• 3.1 阅读障碍儿童研究概述
• 3.2 实验范式设计
• 3.3 阅读障碍儿童的筛选
• 3.4 实验材料与方法
• 3.5 实验结果与讨论
• 3.6 本章小结
• 4 总结
• 4.1 主要工作与结论
• 4.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录 1 攻读硕士学位期间发表的论文目录