工作记忆保持期的动态脑机制研究

发布时间：2017-04-24 03:01

  本文关键词：工作记忆保持期的动态脑机制研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：工作记忆是一种记忆系统,信息可在其中进行短时存储与频繁更新,并能被快速提取。保持期连接着记忆输入的编码期与记忆输出的提取期,是工作记忆的信息中转站。工作记忆保持期的脑机制一直是工作记忆研究甚至人类神经认知过程研究中的重点方向之一。工作记忆保持期时长为10-12s,但以往工作记忆保持期研究集中在保持期前4s内的大脑变化,对保持期后期研究较少。或是将较长的保持期作为整体进行分析,忽略了其间的动态变化过程。本实验采用传统的工作记忆研究范式:Sternberg范式,设计类型一致、三种难度水平的任务,选取alpha、theta两个波段,从记忆负载效应入手,研究工作记忆保持期的动态变化过程。实验将保持期按时间平均分为四个阶段,在每一阶段里,对每种难度水平下的alpha、theta频段做功率谱分析与脑网络分析,利用功率谱能量值与脑网络相关系数研究记忆负载效应。论文主要包括三部分内容:第一部分:实验材料与实验步骤。这一部分主要内容为实验设计至数据分析的一系列步骤,包括被试情况、实验任务、数据采集与数据处理,也介绍了实验中用到的软件与Sternberg范式。第二部分:实验结果。这一部分从行为学指标、脑电功率谱分析与脑网络分析三个方面,呈现了工作记忆保持期动态脑机制的研究结果。行为学分析主要通过按键平均反应时反映记忆负载效应。各个阶段的脑电功率谱分析和脑网络分析分别通过功率谱能量值和脑网络相关系数反映记忆负载效应。通过观察记忆负载效应随时间的变化,验证工作记忆保持期脑机制为一动态过程。第三部分:实验结果讨论。这一部分通过整理诸多先前工作记忆相关研究的结论及与本实验结论的比较,对实验结果进行讨论与解释。讨论与解释的方面主要包括:工作记忆相关的alpha、theta波产生机制,工作记忆相关的alpha、theta波震荡位置的讨论,工作记忆的脑网络研究讨论,工作记忆相关的其他神经过程(如注意力控制、工作记忆中央执行系统)对alpha、theta震荡的影响等。主要结论:theta波会在额叶区域产生记忆负载正效应,alpha波会在枕叶区域产生记忆负载正效应;前后两个阶段的脑网络相关系数分析有明显的差别;随着工作记忆保持期的进程发展,theta波与alpha波的记忆负载效应会呈现动态变化,且二者的变化模式不同。
【关键词】：工作记忆 保持期 记忆负载效应 功率谱分析 脑网络分析
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R338.64
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-21
• 1.1 记忆的相关理论与基础研究10-12
• 1.1.1 感觉记忆的相关理论与基础研究10-11
• 1.1.2 短时记忆的相关理论与基础研究11
• 1.1.3 长时记忆的相关理论与基础研究11-12
• 1.1.4 多存储态模型的相关理论发展12
• 1.2 工作记忆的相关理论与基础研究12-16
• 1.2.1 工作记忆的基本概念介绍12-13
• 1.2.2 短时记忆与工作记忆的关系与研究背景13-14
• 1.2.3 工作记忆的功能性组成14-15
• 1.2.4 工作记忆的结构性组成15
• 1.2.5 工作记忆容量与负载效应研究背景15-16
• 1.3 自发脑电的生理特性与认知任务中的脑电变化研究16-19
• 1.3.1 几种常见自发脑电的生理特性16-18
• 1.3.2 theta波、alpha波与工作记忆负载效应18-19
• 1.4 选题与研究内容19-20
• 1.5 本文的内容安排20-21
• 第二章 实验材料与实验步骤21-28
• 2.1 研究对象21
• 2.2 实验范式与实验任务介绍21-24
• 2.2.1 Sternberg范式21-22
• 2.2.2 实验任务与细节说明22-24
• 2.3 数据采集24-25
• 2.4 数据处理25-28
• 2.4.1 行为数据分析25
• 2.4.2 脑电信号预处理25
• 2.4.3 脑电功率谱分析25-26
• 2.4.4 脑网络全脑连接度分析26-27
• 2.4.4.1 PLV（相位锁时值）脑网络构建26
• 2.4.4.2 全局连接性（Rmean）分析26-27
• 2.4.5 脑网络属性分析27-28
• 第三章 实验结果28-43
• 3.1 行为数据结果28-29
• 3.2 脑电功率谱分析结果29-32
• 3.3 脑网络分析结果32-43
• 3.3.1 PLV脑网络构建32-33
• 3.3.2 全局连接性分析结果33-36
• 3.3.3 网络属性分析结果36-43
• 第四章 结果分析与讨论43-55
• 4.1 工作记忆相关的ALPHA、THETA波产生机制44-47
• 4.1.1 工作记忆相关的alpha波产生机制研究44-45
• 4.1.2 工作记忆相关的theta波产生机制研究45-47
• 4.2 工作记忆相关的ALPHA、THETA波震荡区域研究47-48
• 4.2.1 工作记忆相关的alpha波震荡区域研究47
• 4.2.2 工作记忆相关的theta波震荡区域研究47-48
• 4.3 记忆负载效应对脑网络特征的影响48-50
• 4.4 其他神经过程对ALPHA、THETA震荡的影响50-53
• 4.4.1 注意力控制对alpha、theta震荡的影响50-51
• 4.4.2 工作记忆中央执行系统对alpha、theta震荡的影响51-53
• 4.4.3 Mu节律对alpha震荡的影响53
• 4.5 研究存在的限制53-55
• 致谢55-56
• 参考文献56-59

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