论文题目: 近红外光谱技术用于前额叶皮层工作记忆作用的研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 生物医学工程
作者: 李成军
导师: 骆清铭
关键词: 近红外光谱术,工作记忆,前额叶皮层,氧合血红蛋白,脱氧血红蛋白
文献来源: 华中科技大学
发表年度: 2005
论文摘要: 工作记忆是一种对信息进行暂时性储存和加工的机制,它能够保存被激活的信息表征,以备进一步加工之用,对于学习、推理、问题解决及语言理解等高级认知功能的完成起着重要作用。来自正电子发射层析成像（PET）和功能磁共振成像（fMRI）的研究证据表明,前额叶皮层（PFC）是在工作记忆中起关键作用的脑区。近红外光谱技术（NIRS）是近年来快速发展起来的一项非侵入光学测量方法。在700900nm的近红外光谱范围内,生物组织具有高散射、低吸收的特性,近红外光可以穿过头皮和颅骨深入脑组织,并由漫射光携带出反映大脑皮层激活状况的血液动力学变化信息。基于氧合血红蛋白（HbO2）和脱氧血红蛋白（Hb）对多个波长的近红外光的不同吸收,NIRS可以提供对脑组织中HbO2和Hb浓度相对变化的独立测量,因而在大脑功能活动的检测领域表现出了巨大潜能。本论文在阐述NIRS 基本测量原理和大脑具体生理特性的基础上,设计并建立了一套多通道近红外光谱检测系统。作为系统的主要应用,通过对两种工作记忆任务下PFC 激活状况的检测,探讨了PFC 在工作记忆中的作用。1)以光与生物组织的相互作用规律为基础,结合脑的具体生理特性,设计并实现了一套24 通道基于三波长连续光类型的脑功能近红外光谱检测系统。系统的时间分辨率取决于采样频率,因此是可调的,应用中设定的分辨率为1 秒; 成像器（探头）探测面积为6cm×12cm,实际应用中,成像器对称地置于被试眉骨以上、前额中线左右两侧,这样,成像器所检测的脑区范围为前部前额区（Anterior PFC）,背外侧前额区（DLPFC）及腹外侧前额（VLPFC）的部分区域。系统实现的主要功能包括获取三种波长的光强变化数据,计算并显示HbO2、Hb和总血红蛋白（HbT）的相对浓度变化量。离体血液模型实验结果表明该系统可以较为准确地测量组织中HbO2、Hb和HbT相对浓度的变化。2)利用NIRS系统对被试在执行基于项目再认范式的言语和空间工作记忆任
论文目录:
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 引言
1.2 脑功能检测技术概述
1.3 近红外光谱技术
1.4 工作记忆研究概述
1.5 本文研究的意义及主要研究内容
2 脑功能近红外光谱检测系统的研制
2.1 脑的生理特性
2.2 系统实现方案
2.3 硬件设计与实现
2.4 软件设计与实现
2.5 血液模型实验
2.6 本章小结
3 基于项目再认作业范式的工作记忆研究
3.1 引言
3.2 实验目的
3.3 实验方法
3.4 结果与讨论
3.5 本章小结
4 基于n-back作业范式的工作记忆研究
4.1 引言
4.2 实验目的
4.3 实验方法
4.4 结果与讨论
4.5 本章小结
5 总结与展望
5.1 本文主要工作和研究结论
5.2 本文主要创新之处
5.3 展望
致谢
参考文献
附录1 攻读学位期间发表论文目录
发布时间: 2006-04-05
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