极低频磁场刺激对大鼠急性脑缺血反应的影响

为探讨极低频磁场（ＥＬＭＦ）的生物效应，研究了ＥＬＭＦ（１５Ｈｚ，１８ｍＴ）对大鼠左侧颈总动脉（ＣＣＡ）阻断所致急性脑缺血反应的影响。结果发现：（１）缺血１ｈ、３ｈ和６ｈ后，对照组脑血管反应不明显，而磁场组脑血管扩张充血的数量和程度明显高于对照组；（２）随着缺血时间的延长，对照组脑神经细胞缺血性损害加重；磁场组神经细胞缺血性损害的程度轻于对照组，尤以刺激３ｈ和６ｈ更为明显。这表明所用的ＥＬＭＦ刺激在一定程度上可以改善缺血后脑微循环，减轻神经细胞缺血性损害。

5Hz和20Hz磁场刺激对大鼠脑缺血影响的比较研究

目的观察 5Hz和 2 0Hz磁场对脑缺血损害的影响。方法采用左侧颈总动脉阻断致大鼠急性脑缺血 ,缺血后给予 5Hz和 2 0Hz的磁场刺激 3h或 5h。观察脑细胞的缺血性病理变化。结果锥体细胞和星形胶质细胞表现出不同的缺血性病理变化 ;对锥体细胞的缺血性损害 5Hz组轻于对照组和 2 0Hz组 ,而对星形胶质细胞则表现为 5Hz组的缺血性损害程度重于对照组和 2 0Hz组 ;2 0Hz组的缺血性损害程度与对照组相似。结论不同频率的磁场对大鼠脑急性缺血性损害有不同的影响 ,磁场的频率效应可能与磁场作用机制及细胞的不同特性有关。

模拟失重条件下与选择心算关联的脑电位的动态变化

为研究模拟失重对脑功能状态的影响，在１５名正常被试者中比较了头低位倾斜－１０°（ＨＤＴ，模拟失重）和头高位倾斜＋２０°（ＨＵＴ，对照）条件下视觉选择心算的事件关联电位（ＥＲＰｓ），在每种体位的２ｈ期间各进行５套测试。结果表明：靶和非靶闪光信号引起不同的正慢电位；靶信号的正慢电位时程和幅值显著长于和高于非靶信号，尤以后脑区为最；与ＨＵＴ比较，在ＨＤＴ条件下正慢电位的幅值降低，且在第４及第５套记录时更明显。

模拟失重条件下与视觉注意关联的脑电位变化

为研究模拟失重对脑功能状态的影响，在９名正常被试者中比较了头低位倾斜（ＨＤＴ－模拟失重）和头高位倾斜（ＨＵＴ，对照）条件下视觉选择反应的事件关联电位（ＥＲＰｓ）。主要结果为：靶和非靶闪光信号均引起显著的正慢电位；与ＨＵＴ比较，在ＨＤＴ条件下额区的正慢电位幅值显著下降且在非靶反应中更为突出。由于上述正慢电位可能与视觉选择反应中的注意过程有关，本文结果表明，在模拟失重条件下脑的功能状态发生明显变化，表现为注意过程中主动抑制活动的减弱。

选择反应和选择心算时脑电相干谱的反应特点

为了解不同脑区之间各频率脑电活动的同步性特点及其在认知活动中的变化 ,对2 0名正常被试者在安静及对数字声音信号进行选择反应和选择心算时 9个脑区之间的相干幅谱进行了比较研究。结果 :在进行选择反应作业时 ,额及中央脑区的左右脑之间低频活动 (δ ,θ和α)相干幅值显著增大 ,而后脑区左右脑之间高频活动 ( 2 0～ 70Hz)的相干幅值显著减小 ,与选择反应比 ,选择心算时的主要变化表现为后脑区左右脑之间θ活动和高频活动相干幅值的增大。上述结果表明 ,在进行认知活动时 ,左、右脑相应结构之间的同步联系显著增强且主要是通过低频脑电活动 ,而前、后脑区的不同结构之间则主要表现为脱同步。

5Hz 和 20Hz 磁场对脑反应影响的比较研究

基于在脑电频率范围内的磁场剌激对脑过程可能有调制作用的假设，并在已取得结果的基础上，本文在２２名正常被试者中比较了５Ｈｚ和２０Ｈｚ的磁场剌激对进行选择反应（ＳＲＰ）和选择心算（ＳＭＡ）时脑反应的影响。在选择反应作业中，要求被试者对听到的奇数进行拨开关反应而忽略偶数，在选择心算时则要求仅对听到的奇数进行连续累加。磁场强度２ｍＴ，剌激时间２０ｍｉｎ。评价脑反应的指标为事件关联电位（ＥＲＰｓ）、事件关联功谱（ＥＲＰＳＤ）和相干幅谱（ＣｏｈＡ）。主要结果如下：（１）５Ｈｚ磁场剌激后ＳＭＡ的ＥＲＰｓ中正慢波增大，ＳＲＰ的在后脑区的Ｐ３００潜伏期缩短，ＳＭＡ靶信号的ＥＲＰＳＤ中θ、α脑电活动的功率增强，而ＳＲＰ的ＥＲＰＳＤ中δ活动增强，同时高频活动显著下降；（２）２０Ｈｚ磁场剌激后，无上述变化，但ＳＭＡ的ＣｏｈＡ中高于１０Ｈｚ的相干幅增强。考虑到Ｐ３００潜伏期和低、高频脑电活动的生理心理意义，以及认知活动中正慢波可能和与注意有关的主动抑制过程有关，上述结果提示：５Ｈｚ磁场剌激后脑处于较佳的功能状态，而２０Ｈｚ磁场的作用则可能影响脑的高频活动本身。

极低频磁场刺激对心算脑反应的影响

为探讨极低频磁场（ＥＬＭＦ）对脑功能状态影响的特点，在６名１８～２０岁健康男性青年中，比较ＥＬＭＦ刺激前后连续和选择心算的行为效果和事件关联电位（ＥＲＰｓ）。结果发现：在第一次刺激后心算正确率显著提高，ＥＲＰｓ中正慢电位（特别是后脑区）亦显著增强；但第二次ＥＬＭＦ剌激后心算正确率和ＥＲＰｓ均出现逆向变化。这表明所用的ＥＬＭＦ刺激可以改善脑功能状态，并可通过ＥＲＰｓ波形变化反映出来，且提示：刺激的效应与脑的基础状态有关。

极低频磁场刺激对模拟失重条件下选择心算脑反应的影响

目的探讨极低频磁场（ＥＬＭＦ）在航天医学中的可能应用价值。方法在４０名２０～２５岁健康男性青年中，比较了头低位－１０°（ＨＤＴ）模拟失重条件下５Ｈｚ的ＥＬＭＦ刺激前后选择心算事件关联电位（ＥＲＰｓ）的变化。结果对照组ＥＲＰｓ中的正慢电位（主要位于后脑区）随头低位时间的延长，幅值呈现进行性下降趋势；ＥＬＭＦ组在ＥＬＭＦ刺激前后此正慢电位未出现明显的下降趋势，表明ＥＬＭＦ刺激抑制了模拟失重期间选择心算ＥＲＰｓ中正慢电位的下降。此正慢电位可能反映了一种集中注意对信号进行分析处理的主动脑抑制过程。

卧床期间体表温度和心率节律的动态变化

由于生理节律与人体生理系统的稳定性调节状态有密切关系,考察在模拟失重时生理节律的动态变化是航天生理医学的一个重要方面。本文研究了6名健康青年被试者在15天头低位4°卧床的第2、第7和第14天中体表温度(BT)和心率活动(HR)的昼夜及超昼夜节律变化。在测试的的三个昼夜中,每20分钟同时记录一次6名被试者的BT和HR数据。三个体表温度传感器分别置于被试者的胸及腹部,取三点的三次读数的均值为一个BT数据。心率以记录在磁带机(SONY A69)上的ECG信号脱机计算。用FFT方法计算BT及HR的波动在24小时内的功率谱,并对三个测试日的功率谱进行逐点统计比较。用256阶非递归数字滤波方法将BT及HR的昼夜节律及12小时节律滤出,用相关方法得出它们在不同被试者之间及不同测试日之间的同步性,在对相关系数进行统计比较时,先进行z变换,即z=1/2×1n[(1+r)/(1-r)]。结果得出,除功率最大的昼夜节律外,BT和HR均含有丰富的超昼夜节律,在24—1.5小时范围内随节律周期变短,BT节律功率皆比其相邻的较长周期的节律显著下降,而HR节律的功率随周期的下降的一致性较差,仅12小时和3小时节律的功率分别三天一致地显著小于24小时及3.43小时的节律。BT与HR节律的另一重要差别,表现在1.33—1.09小时范围BT有一个超昼夜节律群,而HR却无。BT和HR的24小时节律在不同被试者之间及不同测试日之间均有较高的同步性,但HR的12小时节律的同步性显著大于BT。在卧床的第2天,BT和HR典型节律的功率显著小于第7天和第14天,如BT的昼夜节律,HR的12小时和3.43小时节律,BT的1.09—1.33 小时节律群不如第7天,更不如第14天时显著、一致,BT的昼夜节律的同步性亦偏低。上述结果表明,虽然BT和HR节律有不同的调节机制,HR活动与机体的睡眠一觉醒及休息一活动周期关系更密切,但在卧床初期均发生一定程度的紊乱,而在第7天时已基本适应.第14天时则可认为达到新的稳态。这一适应过程提示,在航天初期几天内机体功能的紊乱是广泛而深刻的,此期间空间适应综合症的发生很可能与此有一定的联系。

脑电同步指数谱 :计算方法及视觉选择反应中的关联性变化

脑电相干幅谱是目前用来研究脑电同步性变化的主要指标 ,但由于计算中可靠性的要求 ,不可能同时具备较高的时间和频率分辨率 ,因此其应用价值受限 ,特别是难以进行事件关联性观察。为此 ,本文报道一个可以克服上述局限的新方法。方法 1 .利用快速哈特莱变换和建立的算法得出具有 1s和 1Hz分辨率的相干相位。 2 .对相干相位值序列的动态变化和分布特征进行分析。 3.根据相干相位的分布特征提出了脑电同步指数谱SynI(f)的概念和计算方法。利用此方法 ,计算了 2 5名正常青年被试者在对视觉信号进行选择区分反应作业中的事件关联脑电同步指数谱。结果 ( 1 )左右脑区之间的脑电同步指数谱表现出一定的脑区 -频率特征 ,在额区α活动的SynI高于其它频率 ,但在后脑区则相反 ;( 2 )除中央脑区外 ,额区和后脑区的中线与左右两侧的SynI有不大但统计上显著的差别 ,且都是右侧大于左侧 ;( 3)与VC比 ,DR作业中靶信号在中央脑区和后脑区引起SynI显著增大 ,但在中央脑区主要发生在 7～ 2 3Hz,而在后脑区则在 1～ 4Hz,额区无明显变化 ;对非靶信号的反应在程度上明显小于靶信号 ,特别是后脑区的 1～ 4Hz活动。结论本文报道的脑电同步指数谱可以从一个新的侧面揭示出脑在进行认知活动中的空间 -频率反应特性。

等概率视觉信号选择反应P300的研究

为进一步阐明事件关联电位（ＥＲＰｓ）中Ｐ３００成分的心理意义，在２２名健康青年男性被试者中，研究了靶与非靶二种视觉刺激概率均为０．５的条件下，对随机刺激序列和规则刺激序列的选择反应Ｐ３００成分的基本时空模式及其头皮分布特点。结果为：选择反应中靶与非靶刺激均诱发了明显的Ｐ３００，对信号的判断以及决策是其最基本的心理因素；在顶区靶Ｐ３００幅度大于非靶，且其潜伏期最短，而在额区非靶Ｐ３００幅度则大于靶Ｐ３００，且潜伏期在此区最短，这种特点表明顶区和额区在信号处理中功能作用不同；刺激序列结构规则化使Ｐ３００幅度降低，而对其潜伏期影响不大。

脑电比功谱及其计算方法

针对目前脑电功谱计算中因方法不同而造成的彼此间结果难以比较的状况，本文提出了脑电比功谱的概念和计算方法。脑电比功谱即脑电信号的功率在单位频率（每赫）上的分布。计算方法包括如下步骤：（１）脑电幅值的规范化处理；（２）用快速哈特莱或富氏变换求出与所选样本长度有关的各频率节点上的功率值；（３）通过积分处理求出单位频率上的功率；（４）进行对数变换将功率值以ｄＢ表示；（５）校正平均功率水平。对模拟白噪信号及两类典型脑电信号的比功谱计算结果表明，本文提出的方法切实可行，为不同条件下的脑电功谱的比较提供了一个可靠的手段。

一个与数字回忆关联的脑电位成分(英文)

为在脑的事件关联电位（ＥＲＰｓ）中分离出与数字回忆有关的成分，本文比较了２２名被试者在对等效的数字声音信号分别进行选择反应和选择心算作业中的靶和非靶信号的ＥＲＰｓ。结果发现在选择心算的ＥＲＰｓ中，在０．３～０．６ｓ期间出现一个显著的位于额－中央区的负电位成分，此负电位成分虽与近年报道的与记忆有关的Ｎ４００成分有相近之处，但也有明显不同的时－空特征。由于在上述二种作业中，对非靶信号的反应要求分别是不进行拨开关反应和累加心算，因此二者引起的脑活动均包括对信号的感知、判断和决策，差别仅在于在选择心算作业中，在判断为非靶信号后，为准备下一次可能的累加心算，需对上次累加的结果进行回忆，故上述负电位成分很可能与这种数字回忆过程有关。在选择心算的靶ＥＲＰｓ中，尽管存在着非常显著的正慢电位，但此负电位成分仍清楚可见，且与非靶ＥＲＰｓ中的负电位成分具相同的时空特征。选择心算靶ＥＲＰｓ中的正慢电位可能与脑进行认知活动时非特异系统中的主动抑制过程有关，其意义值得进一步研究。

模拟失重对脑反应特性影响的研究

为系统地考察模拟失重对脑功能状态的影响,本文以头低位15°倾斜(倒位)来模拟失重,从体感、选择注意和心算三个水平上观察了与事件关联的脑电功谱、中频同步电位及慢波的反应变化。结果发现,倒位对上述脑电反应产生特征性的影响,提示此影响主要发生在脑的调节系统,使脑的功能状态发生了变化。

EFFECT OF SIMULATED WEIGHTLESSNESS ON THE RESPONSE CHARACTERISTICS OF HUMAN BRAIN

In order to systematically investigate the effects of simulated weightlessness on thefunction state of human brain, 15° head-down tilt (HDT) was used to simulate weightless-ness, and the response changes of event-related EEG power spectra, medium-frequencysynchronous potentials and slow-waves were examined in the present study. It was foundthat HDT had characteristic effects on the above EEG responses, suggesting that the ef-fects mainly occurred in the brain’s regulatory system, therefore, resulting in changes ofthe brain function state.