经颅交流电刺激对警觉注意力的调控作用研究

发布时间：2020-09-30 13:53

　　警觉注意力(Vigilant Attention)是指对具有重复、非唤醒性质的刺激进行自我导向式清醒加工处理并维持的能力,警觉注意力水平降低会造成任务绩效的下降并可能导致任务失败,因此,对警觉注意力神经机制及其调控的研究尤为重要。在与注意力相关的任务中,大脑后中部前额叶(pMFC)和外侧前额叶(LPFC)之间的theta频段脑电时频特性发挥着关键的作用,但是该时频特征与警觉注意力的关系仍不可知。另外,经颅交流电刺激(tACS)可以调控大脑特定频段的神经节律,对多种认知功能具有调控作用,但是还没有研究表明可以调控警觉注意力。基于此,本文提出如下两个假设:1)警觉注意力水平与大脑pMFC和LPFC之间的theta频段脑电时频特性密切相关;2)theta频段的tACS可以调控theta频段脑电时频特征,进而调控警觉注意力。针对这两个研究假设,本文设计了2个实验进行研究。实验得到的结果和结论如下:1)实验一主要探究不同警觉注意力水平与脑电时频特性的关系。结果显示,警觉注意力水平越高,theta频段的相位同步出现越早、强度越大,时频功率强度也越大,反之,警觉注意力水平越低,theta频段的相位同步出现越迟、强度越小,时频功率强度也越小。结果表明,警觉注意力水平与大脑pMFC和LPFC之间的theta频段脑电时频特性密切相关。2)实验二主要考察6Hz的tACS对于脑电时频特性与警觉注意力的影响。结果显示,在行为学表现方面,相比于伪刺激,真刺激时的5分钟到10分钟,即刺激施加时的中间时段内,反应时间显著减小,其他时段内,反应时间未呈现显著差异。在脑电时频特征方面,相比于伪刺激,真刺激后的theta频段相位同步性显著降低,时频功率未呈现显著差异。结果表明,theta频段的tACS可以显著减小刺激时一定时段内的反应时间,提升警觉注意力水平,在电刺激后,虽然可以调控相应频段的脑电相位同步性,但是对时频功率没有显著影响,对反应时间和警觉注意力水平也没有显著影响。总之,本研究初步表明tACS对脑电时频特性以及警觉注意力水平均具有一定的调控作用,这为将来tACS实际应用于警觉注意力的调控奠定了理论和实验基础。
【学位单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：R338
【部分图文】：

模型图,注意力,模型,额叶

人运用功能性磁共振成像（Function发现，在时长 32 分钟的简单探测任务额叶、前岛、躯体感觉皮层等处的脑成像的研究外， Michael 等人综am, EEG）的警觉注意力研究，提出以力任务为例，认知监测和控制由后内, pMFC）的 theta 波控制。pMFC 对于输，theta 频段的长程相位同步（Pha额叶（Lateral Prefrontal Cortex, LPFC动脑区的信息传输由前后网络的低频以使前额区域对较低层的感觉过程进图中 Vis 所示的视觉皮层）的 gamm的听觉皮层、PCC 所示的后扣带回以荡。

位置,工作记忆,阳极,经颅

图 1-2 tDCS 常用刺激位置[29]止，tDCS 已经被大量地应用于工作记忆、动作学面的研究，下面分别举例说明。忆方面，一般将背外侧前额叶（DorsolateralPrefron）作为刺激部位。Fregni 等人最早研究 tDCS 对工字母 N-Back 任务的同时，分别接受施加于左 DLP验结果显示与阴极刺激和伪刺激相比，阳极刺激（任务准确率，表明左 DLPFC 的阳极刺激有助于增元分析（Meta-Analysis）考察已有研究进一步发现可以显著提高工作记忆任务离线时的准确率和反阳极 tDCS 可以显著提高工作记忆任务在线时的准习方面，将经颅直流电刺激用于动作学习的研究最]。他们发现在初级运动皮层施加阳极刺激能够显被认为在经颅直流电刺激影响认知功能方面具有

对比图,对比图,大脑,脑神经节

实验结果显示，该大脑区域的是，阳极的 tDCS 显著降低了受试，而阴极的 tDCS 对两种转换能力Transcranial Alternating Current St的交流电（一般为正弦电流）对大脑 tDCS 类似[40]。tACS 和 tDCS 使用言，施加的正弦波电流在前半个周个周期内相当于阳极刺激，后半个周不会影响神经元的兴奋阈值。相比于早将 tACS 应用于调节人脑神经节律因此对 tACS 的研究正逐年增加，

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