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生理心理学的研究内容有哪些
随着心理科学、生物学、神经科学和新技术的发展,生理心理学超越了传统生理心理学的视野和方法,下面是小编收集整理的生理心理学的研究内容有哪些,欢迎阅读与收藏。
生理心理学的研究内容有哪些
生理心理学是心理科学体系中的重要基础学科,它除用人为研究对象外还用各种实验动物为对象,研究心理行为活动的生理学机制。随着心理科学、生物学、神经科学和新技术的发展,生理心理学超越了传统生理心理学的视野和方法,越来越明显地表现出自身多学科交叉的发展特点和趋势。科学家们延伸了这个领域,给这个领域起了很多名称,如生物心理学(Biopsychology),行为神经科学(BehavioralNeuroscience),行为脑科学(BehavioralandBrainSciences)等,这些名称也都反映出揭示行为的脑机制的基本目标。这一学科的发展促进了将行为水平的研究方法渗透到神经生物学微观领域,同时将神经生物学研究方法渗透到心理学领域。从多学科、多方面、多角度、多层次对心理行为现象展开研究。
中国社会正处于快速转型期,各类心理疾病(如抑郁症、自杀、社会适应障碍、行为问题)和心身疾病(如冠心病、癌症)的发病率持续升高,已成为21世纪中国最令人关注的心理卫生课题。我国生理心理学的研究也正密切地关注心身健康领域的基础研究。与此相配合,该专辑收录了19篇文章,内容涉及应激、精神疾病、抑郁、成瘾、认知神经科学、和学习记忆等多学交叉性研究,从不同侧面概述了国内外生理心理学研究进展。
生理心理学是研究心理现象的生理和生物基础的科学。它和心理学、生理学、解剖学、生物化学、内分泌学、神经学、精神病学、遗传学、动物学以及哲学等都有密切关系。
行为的动机和情绪,睡眠和觉醒,学习和记忆,语言和思考的心理过程,感觉和知觉过程,以及心理障碍等问题的生理机制。
心理生理学方法
(一)电生理测量方法
神经系统活动时,我们可以在体表或者神经元上记录到电信号,这种电信号为我们推知个体心理话动的生理机制提供了直接的证据。脑电图、脑磁图及多导生理记录仪是记录电生理信号的有效技术。
1.脑电图和脑磁图
脑电图(electroencephalography,简称EEG )通过在头皮表面记录大脑内的电生理活动情况获得。神经元处于静息状态时,细胞膜内为负电位,膜外为正电位,由此形成极化状态。神经元之间通过突触传递信息, 兴奋性神经元使突触后胞体或树突去极化,抑制性神经元使突触后胞体或树突超极化,都能形成突触后电位。大脑皮质锥体细胞顶树突的突触后电位的总和就形成了可在头皮表面记录的自发脑电。一种外加刺激 (如让被试看一个图片, 听一个声音)会引起脑区的电位变化,即诱发电位,也叫事件相关电位( event related potentials,简称ERP)脑电的电场变化同时伴随着磁场的变化,研究者通过脑磁仪可以在头皮表面附近记录到磁信号。与ERP类似,研究者也可以记录刺激引起的磁场变化,即事件相关脑磁( event rlated fields,简称ERF)。
脑电图和脑磁图已经广泛应用于认知神经科学研究的各个领域。近年来,研究者日益注重其在儿童心理发展研究中的应用。例如,ERP 近年来被广泛应用于婴儿视觉定向与注意的研究(Johnson, 2007)。一些研究者甚至认为,较成人而言,ERP 可能更适用于对年幼儿童的研究( Johnson, 2007 )。
2.多导生理记录仪
多导生理记录仪是一种多功能的仪器, 可以记录到多种生理信号,如,心电、体温、肌张力、呼吸波、呼吸流速等,广泛应用于神经电生理研究、心理生理学研究、心血管系统研究、呼吸系统研究等方面。传统的多导生理记录仪有助于我们了解以下三个方面的情况。(1)睡眠。通过记录脑电图、眼电图、肌电图,我们可以了解睡眠状况和分期。电极般都采用银盘电极,贴在头面部皮肤上。(2)呼吸。通过记录鼻气流、胸部及腹部运动、血氧水平等,我们可以综合多种指标判断呼吸状况。(3)心脏。通过监测心电图的变化,我们可以发现各种心律失常。
(二)磁共振成像
磁共振成像(magnetic resonance imaging.简称MRI)是利用人体中的氢原子在强磁场内受到脉冲激发后产生的核磁共振现象,经过空间编码技术,把在核磁共振过程中所散发的电磁波以及与这些电磁波有关的质子密度、流动效应等参数接收转换,通过计算机的处理,最后形成图像,大脑进行认知活动的时候需要耗氧,导致大脑含氧血红蛋白含量的变化。由于脱氧血红蛋白具有顺磁性,而含氧血红蛋白具有逆磁性,因而磁共振信号强度会发生变化由此可以进行功能性磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,简称FMRI),获得激活脑区的功能图像。
磁共振研究主要集中在以下三个方面。
(1)功能性磁共振研究。通过利用血氧水平依赖信号,功能性磁共振研究可以探测个体完成认知任务时大脑的功能变化。比如,研究发现语义加工较多激活左侧颞叶,数量加工较多激活了顶下小叶,说明这些脑区与特定的任务相关。但随着研究的深入,研究者们逐渐发现具体的功能具体的功能不是由特定的脑区单独完成的,而是由不同脑区形成的功能网络完成的,许多方法如身心交互检验(psychophysiological interactions,简称PPIs)、动态因果模型(dynamic causal modelling,简称DCM)、结构方程模型(strucuraequation model.简称SEM )和格兰杰因果检验(Granger causality )都能够探索这种脑区间的功能连接。
(2)结构性磁共振研究。通过对比大脑体积和密度,结构性磁共振研究能直接探索心理活动的生理基础。例如,行为研究发现发展性阅读障碍儿童有运动功能障碍,磁共振研究表明发展性阅读障碍儿童左脑的运动区、辅助运动区、颞极的白质体积比正常儿童小。
(3)纤维追踪研究。通过弥散张量成像(DTI)技术,我们可以追踪神经纤维的投射,还可以推断纤维的髓鞘化程度,从更微观的角度解释认知功能的生理基础。例如,研究发现阅读障碍者和正常人在颞顶联合处没有结构上的差异,但是阅读障碍者的神经纤维的各向异性更低,说明这个部位神经纤维的微观变化导致脑区间信息传递效率下降,从而影响了语言能力。
(4)静息态磁共振研究。通过静息态下血氧水平检测功能相关脑区低频波动信号,我们可以研究静息态脑网络。根据静息态功能连接变化,我们可以提取大脑内部活动的分类特征,有助于区分脑发育的个体差异、脑疾病的早期诊断。例如,近年来静息态磁共振研究发现阿尔茨海默病及精神分裂症患者脑功能网络的集群系数降低,最短路径长度变长,“小世界”属性降低,提示患者脑功能失整合。
(三)功能性近红外光谱成像
功能性近红外光谱成像( functional near-infrared spectroscopy.简称,FNIRS )是一种新兴的非侵入式脑功能成像技术,近年来在认知神经科学研究以及临床医学领域中均得到了广泛应用。FNIRS与FMRI相比,具有许多优点,如仪器设备操作简单,生态效度好、对头动鲁棒性( robustness)强、能实现高时间分辨率(10-100赫兹) 下的数据采集等,多方面弥补了(FMRI的不足,为脑功能研究提供了一种安全有效的成像方式。
FNIRS是指利用近红外光检测大脑皮质功能活动的一项技术。由于人类大脑活动需费通过血液的新陈代谢为大脑神经元提供氧,所以当神经元活动增强时,神经活动区域中血流携带氧的增加量将超过局部神经元的耗氧量,导致激话区的脑血氧量大大增加,继而使处于活动状态的皮质区域出现含氧血红蛋白浓度上升、脱氧血红蛋白浓度下降。光源发射的近红外光(波长600~900纳米)穿过头皮和颅骨到达大脑皮质组织,而组织中主要吸收近红外光的色团为含氧血红蛋白和脱氧血红蛋白,且二者对特定波段的近红外光具有不同的吸收率。据此特性,我们可以利用光源检测器测定大脑皮质中出射光的强度,利用比尔一朗伯定律( Beer-Lambert law )完成原始光学数据到血氧浓度的转换,也即实现特定区域的含氧血红蛋白和脱氧血红蛋白浓度变化的多点同时测量,进而推知该脑区的血氧与血容量变化。
fNIRS研究主要集中在以下三个方面。
(1)发展认知神经科学研究。研究者最早将fNIRS应用于新生儿的语言研究。比如,让熟睡的新生儿听正常的声音刺激、倒放的声音刺激或者不给声音刺激,结果发现新生儿的左侧颞叶对于正常的声音刺激有更大的激活。这一结果说明人类从出生后就已经具备了加工语言的能力。此外,FNIRS还可以用于认知老化的脑功能研究。比如,一些研究者让青年人和老年人对真词和假词进行词汇判断,结果发现所有被试在假词条件下的血氧变化都显著增加。与青年人相比,老年人在双侧额叶和顶叶的激活更大。
(2)临床研究。fNIRS 对于多动症( ADHD)、阿尔茨海默病、帕金森症等是非常有效的研究手段。例如,研究者采用FNIRS技术研究ADHD成人患者工作记忆任务中大脑活动情况,结果发现与正常的对照组相比,ADHD 患者在腹外侧前额皮质上含氧血红蛋白浓度增加的幅度减小。这一发现在高工作记忆负荷条件下更为明显,同时也与ADHD患者忽略错误的数量增加的趋势一致。 后续研究进步证实了ADHD惠者的工作记忆缺陷和前额皮质功能损失之间存在某种关系。
(3)静息态FNIRS研究。例如,一些研究者以出生几天的新生儿、 3个月的婴儿以及6个月的婴儿为被试,通过计算不同通道间时间序列信号的相关性来考察他们大脑皮质网络的功能连接情况。结果发现,随着不同年龄段婴儿的大脑发育,其半球内不同皮质区域和半球间对应皮质区域的功能能连接呈现出不同的连接模式。
(四)经颅磁刺激
经颅磁刺激(transcranial magnetic stimulation,简称TMS)指通过高强度快速变化的磁场在皮质上产生局部感应电流,来兴奋(低强度)或抑制(高强度)皮质神经元的活动,形成暂时的,可逆的“虚拟性损毁”的技术。通过改变TMS的参数,我们可以观测到不同的生理和心理反应。在心理学研究中,TMS常于以下几个方面。(1)视觉。视觉刺激后100毫秒给予TMS,可以抑制视觉认知(字母、数字等),表现为内容模糊或者什么都看不到,但是这个现象在间隔小于60毫秒或大于140毫秒时都不会发生。
(2)躯体感觉。在感觉任务前20~ 200 秒或后0~20毫秒给予TMS,可以导致触觉定位任务和手指的躯体感觉功能受损。
(3)语言。对于运动皮质的TMS,可以抑制颌肌,产生非特异性语言阻断对于左侧优势半球的额中回和额下同脑区的TMS,可以产生特异性语言阻断。
(4)情绪用TIMS激活左侧前额叶,可以增加悲伤评分和降低快乐评分,对于额叶内侧的TMS可以影响愤怒情的表达(陈明燃等,2004)。需要指出的是,出于安全的考虑,这种方法用于正常儿前发展的研究相对较少。近年来,许多对问题儿童的研究开始应用此技术。例如,研究发现,ADHD患儿的平均同侧静息期达5毫秒以上,过长的静息期与行为症状的严重程度,特别是与活动过度和较差的运动表现相关。
(五 )生化指标的测量技术
人脑不仅具有电信号传导系统,还具有化学信号传输系统。从20世纪中后期开始,关于大脑功能的研究扩展到化学过程方面,并且取得了重要进展。 早期的研究着眼于神经组织的化学分析,以后集中于神经系统的物质代谢方面。现在关于大脑功能的生化研究进人了分子功能与神经生物化学阶段,出现了许多收集大脑生化活动的新手段和新设备,如脑血流图技术、同位素标定2-脱氧葡萄糖技术、神经递质的染色标定技术等。应当说,这些方法在发展心理学研究中的应用还不多,但是随着人们对心理活动的脑机制研究的深人,此类研究会不断增加。
除了以上几类方法,还有一些有效记录身体感知觉活动的方法。例如,眼动记录仪通过远红外线摄像机或者远红外线感光装置可以探测眼球对光线的反射,可以精确描绘眼睛的活动,近年来逐渐被广泛应用到阅读心理学和广告心理学的研究中。
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