脑科学--相关概念

1.锁相

锁相是使被控振荡器的相位受标准信号或外来信号控制的一种技术,用来实现与外来信号相位同步,或跟踪外来信号的频率或相位。锁相是相位锁定的简称,其含义是表示两个信号的之间的相位同步。锁相是促进信号之间的相位同步,从而促进锁相环的运行。

具有特定频率的节律性刺激能同步大脑内相应频率的神经振荡,使神经活动与外界刺激发生相位锁定,称之为神经振荡-外界节律同步化(neural entrainment).这种同步化的现象伴随着大脑内神经元集群兴奋水平的周期性波动,并与节律信息加工、知觉及注意等认知过程存在关联.

2.神经振荡

       神经振荡是中枢神经系统中存在的一种节律性,或是重复性的神经元活动。神经组织可以通过多种方式产生振荡,这种振荡主要是靠单个神经元或者神经元之间的相互作用引发。在单个神经元中,神经振荡既可以表现为膜电位的振荡,又可以表现为动作电位的节律性活动,这些电活动继而引发突触后膜电位的振荡。在群体神经元水平,大量神经元的同步发放可以引起宏观水平的振荡,这种振荡活动可以通过脑电图记录到。群体神经元的振荡活动通常由神经元之间的反馈活动引起。这些神经元之间的相互作用会引起与单个神经元发放不同频率的振荡。最为人所熟知的宏观的神经元振荡活动就是大脑的Alpha波。
       神经振荡最早是由Hans Berger发现的,但是它们的生理功能至今仍然不是完全清楚。神经振荡的可能作用包括特征绑定,信息传递机制以及节律运动输出的产生。这一领域在近几十年的研究中,通过神经影像学手段取得了一些突破性的进展。神经科学对这一现象的研究重点在于确定神经振荡是怎样产生的以及神经振荡的功能是什么。从多个层面对大脑中神经振荡的研究中发现,神经振荡在神经信息处理中具有重要的作用。但到目前为止,仍然缺乏大量的实验证据来证明神经振荡的功能,因此目前还无法对神经振荡的功能做出一个完善的解释。
        神经振荡通常从神经动力学的数学网络角度出发进行研究;神经动力学隶属于认知科学,主要关注于大脑活动的动力性质。这门学科将大脑看作一个动力系统,并使用偏微分方程来描述神经元的活动是怎样随着时间变化的,尤其是在认知过程的感觉和记忆过程中,大脑活动的动力特性,并且对神经振荡进行分析。但当涉及到分析更加偏生理学的数据时,通常使用计算机对神经元活动进行模拟并进行建模。
       神经振荡有广泛的功能,而且随着振荡类型的不同而有不同的功能。最突出的例子是节律性活动的产生,如心跳和感觉认知中物体的形状、颜色识别过程中的视觉特征绑定。神经振荡在某些神经疾病的发生过程中起着重要的作用,比如癫痫发作时皮层电活动的过度同步化,还有帕金森病人的手震现象。神经振荡也可以被提取出来,训练被试者产生不同的大脑节律,通过脑机接口来控制外部设备。
 
 
 
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