基于脑电θ波特征信息分析的大脑前额皮质在字母工作记忆中作用的研究

发布时间：2017-12-14 17:13

  本文关键词：基于脑电θ波特征信息分析的大脑前额皮质在字母工作记忆中作用的研究

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【摘要】：通过前额皮质脑电θ波段(4~8 Hz)特征信息的分析,揭示大脑前额皮质在字母工作记忆过程中"信息保持与回忆"阶段作用的地位与机制。采集15名被试在3字母、5字母、7字母的不同记忆负荷下,工作记忆实验中头皮脑电图信号(EEG),并使用Morlet小波分解方法提取出各电极上的θ波段信号。在能量分析方面,采用Welch功率谱密度计算平均功率,采用短时傅里叶变化(STFT)进行时频分析;在相关性分析方面,采用基于电极间功率谱的相关系数进行相关性分析,采用电极间同步锁相值(PLV)进行相位同步性分析。分析比较不同记忆负荷下,前额皮质与顶叶、中叶等脑区θ波段脑电信号的特征信息,并对结果进行配对t检验和单因素方差分析F值检验。结果表明,随着记忆负荷的增加,前额皮质(电极:Fp1、Fp2、F3、Fz、F4)θ波能量相对于中央叶(电极:C7、C3、Cz、C4、C8)和顶叶(电极:P7、P3、Pz、P4、P8)有显著上升(P0.05)。在低字母记忆负荷下,左右脑同侧脑区前额叶-中央叶(F3-C3、F4-C4)、前额叶-顶叶(F3-P3、F4-P4)的相关系数相似。但随着记忆负荷的增加,右脑的脑区相关系数相对于左脑有明显上升。相位同步性方面,随着记忆负荷的增加,右脑前额叶-中央叶(F4-C4)和前额叶-顶叶(F4-P4)相对于左脑的相位同步性明显增强,锁相比值(PLV)显著上升(P0.05)。在工作记忆的"信息保持与回忆"阶段,大脑前额皮质的活跃程度和信息交流明显高于中叶和顶叶皮质,可能起到兼有自身记忆信息储存与保持、执行调用其他皮质信息的多功能重要作用。随着记忆负荷的增加,大脑将自主调用更多右脑皮质参与工作记忆,并从理性逻辑记忆模式,转化为感性形象记忆模式以提高工作效率。
【作者单位】： 中国医学科学院北京协和医学院生物医学工程研究所;
【基金】：国家自然科学基金仪器专项(81127003) 天津市科技支撑计划重点项目(12ZCZDSY02000)
【分类号】：R338
【正文快照】： 引言工作记忆(working memory,WM)是大脑在执行认知任务过程中对信息进行暂时贮存和加工的资源有限记忆系统,在人的复杂认知活动中起十分重要的作用。WM被形容为人类的认知中枢,是当前认知心理学和认知神经科学中最活跃的研究领域之一。工作记忆过程在大脑中可以分为信息编码

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