用于近红外脑功能检测仪的实验范式软件开发

论文摘要

实验室自主研发近红外脑功能检测仪可以无损的检测大脑前额叶皮层这一在工作记忆中起到重要作用的脑区,是研究工作记忆的重要手段。工作记忆模型描述了人类对各类信息进行加工和临时存储的功能。工作记忆被认为在语言,学习,推理等高级认知过程中起到了重要的作用。开发适合红外脑功能检测仪的实验范式软件,对于系统的应用推广具有重要的意义。本文选取了四个实验,分别是:字母信息存储和空间信息存储的项目再认实验,数字信息存储的数字工作记忆广度实验,语义加工的汉语词语语义加工实验,算术加工的系列连续减法实验。其中前两个实验研究工作记忆的存储功能,后两个实验研究工作记忆的加工功能。设计了适合近红外脑功能检测仪研究的四个实验的实验范式,并在Visual C++6.0平台上编写了相应的实验范式软件,以软件方法实现了任务呈现和实验行为结果的记录。本文使用近红外脑功能检测仪,按照认知心理学实验规范完成了四个实验,并对行为数据和血氧参数数据进行了分析。分析结果首先证明了本文设计的四个实验范式都在前额叶皮层引起了明显的响应。对于各个实验结果的分别讨论确定了各个任务在前额叶皮层的基本响应位置,在此基础上分析了相应功能的可能过程和机制。项目再认实验表明,语音工作记忆主要激活左侧前额叶（BA9,10,46）,空间工作记忆主要激活右侧前额叶（BA9,10,46）;数字工作记忆广度实验表明,正序复述和反序复述的前额叶激活模式有明显区别;汉语词语语义加工实验表明,汉语语义加工的主要区域在左下前额叶（BA10,46）;心算实验表明,不同难度的心算任务激活的脑区存在明显区别。综合四个实验的结果显示:工作记忆不同认知功能对应的前额叶皮层脑区是不同的,同一任务不同难度下也有明显的执行脑区区别。总之,本文开发了用于近红外脑功能检测仪的心理学实验软件,并通过实验证明了设计开发的实验范式的正确性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 概述
• 1.1 记忆与工作记忆
• 1.2 工作记忆研究进展
• 1.3 近红外脑功能检测方法
• 1.4 近红外脑功能检测仪简介
• 1.5 课题意义及研究内容
• 2 实验设计与软件实现
• 2.1 实验选取和实验范式设计
• 2.2 软件实现
• 2.3 本章小结
• 3 实验及结果分析
• 3.1 实验的一般流程
• 3.2 项目再认实验
• 3.3 数字工作记忆广度实验
• 3.4 汉语词语语义加工实验
• 3.5 心算实验
• 3.6 本章小结
• 4 总结与展望
• 4.1 本文主要工作与结论
• 4.2 展望
• 致谢
• 参考文献