大脑研究的可塑料性研究对教育有何意义

善于疏理化学知识,能使你头脑更聪明.以下完全正确的是(  )
物质的性质与用途
乙醇有可燃性可作燃料甲醛会使蛋白质变质可制作动物标本聚乙烯塑料有热塑性可以制成薄膜
煤气中毒由一氧化碳引起煤矿爆炸由瓦斯引起稀释浓硫酸时酸液向四周飞溅由浓硫酸注入水中引起
元素与人体健康
日常生活经验
缺钙导致骨折疏松或得佝偻病过量碘会引起甲状腺胂大缺铁生长迟缓
处理废弃塑料焚烧修补破裂的电木插座加热食品干燥剂可用生石灰
A、根据性质决定用途,认真分析各物质的性质和用途的关系.B、浓硫酸溶于水要放出大量的热量,根据浓硫酸的稀释要点进行解答.C、根据元素的生理作用及缺乏症进行解答.D、根据物质的性质进行分析.A、乙醇燃烧放出大量热量可作燃料,甲醛可以使蛋白质变性,可以用来浸泡动物标本,聚乙烯塑料具有热塑性,可以制作薄膜,所以正确.B.浓硫酸溶于水时放出大量的热,且密度大于水,所以稀释时要将浓硫酸慢慢地沿着器壁倒入水中,并及时搅拌,防止液体飞溅,所以选项错误.C、缺铁易患贫血,所以错误.D、废弃塑料焚烧会产生大量有毒气体,污染大气;电木具有热固性,不可热修复,所以错误.故选A人大脑运动皮层的可塑性研究--《北京工业大学》2012年博士论文
人大脑运动皮层的可塑性研究
【摘要】:大脑可塑性的研究是脑科学的一个重要组成部分,分为结构可塑性和功能可塑性。运动皮层是支配人体运动的高级中枢。研究显示脑卒中等疾病或脑外伤使大脑皮层受损后,会出现不同程度的运动障碍。患者康复过程中大脑皮层对运动的激活区会发生一系列的改变。将大脑运动皮层视为一个动态连通的网络,对其特性进行研究不仅可以揭示大脑学习的本质,进而对学习的效果进行客观的评价;还可以服务于临床,对涉及运动障碍的疾病预后进行评估,并对康复训练提供科学的指导意见。
本文研究的目的是探索大脑运动皮层的可塑性,并进行运动皮层网络的连通性研究。论文包括三个组成部分:第一部分是对三种哺乳动物的大脑皮层连接网络研究,数据是已有的三种哺乳动物的大脑皮层功能区连接矩阵;第二部分是基于脑电图的人大脑运动皮层可塑性研究,实验对象是健康成年人;第三部分是基于功能磁共振成像的人大脑运动皮层可塑性研究,实验对象是临床脑卒中患者。
初期的研究工作是在三种哺乳动物大脑皮层功能区的已有解剖连接关系基础上对皮层网络的结构特性和非线性特征进行分析,结果发现三种哺乳动物大脑皮层的结构特性非常相近,相比于它们同等规模的随机网络,哺乳动物的大脑皮层网络具有较高的复杂度,这是智能网络的共同特征。
本文设计了一套手指按键运动测试系统,对19位健康被试分别采集了安静状态下和测试-训练-测试-训练-测试5个模块下的脑电数据。手指按键运动实验中运动测试模块含有可对学习训练效果进行评价的参数,在每次模块运行完毕后由系统自动计算生成。包括有效完成次数、正确率、平均反应时间和平均运动时间4个参数。本文使用统计学的假设检验工具对实验获取数据进行了研究分析。研究发现利手-非利手对运动测试结果的影响不显著,是一个无关变量。单因素方差分析表明,训练对运动测试结果有显著影响。
本文使用相关对大脑运动皮层的连通性进行分析,发现通过训练,在大脑运动区中超过80%的连结都得到了增强,尤其是C4电极所在位置的脑区,C4信号与其他所有电极信号的相关性都得到了增强。信号之间相关的增强与脑区之间联系的增强以及运动能力的提高有很明显的相关性。
手指按键运动实验中运动测试模块可以对每一个按键运动按下的时间进行准确跟踪,这样可以方便的观察运动皮层网络在运动计划状态下和实际运动状态下的差别。通过对信息流动的因果关系分析发现从第1次运动计划到第3次实际运动状态的变化中,由其他导联流向C4的信号显著增加,说明很多的信息需要在这个区域进行整合。通过训练这个区域在手指运动时变得更加活跃。
对医院脑卒中患者进行的功能磁共振成像握拳运动实验采集了5名左侧大脑皮层有病变的患者图像,在他们发病后的第2、4、8、16周进行功能磁共振检查。使用分析软件SPM5对患者左、右手握拳任务下的图像进行分析,得到大脑运动皮层激活图。通过激活区域提取大脑运动皮层网络并计算其结构和功能特征以反映网络连通性。研究结果显示,在握拳任务下,损伤侧大脑半球与非损伤侧大脑半球相比,具有较多的激活区和较低的激活程度;运动皮层网络随着患者的逐渐康复表现出整体上较强的独立性和区域间的较强依赖性。这有可能在某种程度上反映康复的进程。
通过脑电图实验的研究分析结果,本文认为在运动训练的作用下,大脑通过增强运动相关脑区之间的连通性和改变信息的流动方向提高了运动成绩,即大脑发生了可塑性变化,从而提高了运动技能。对脑卒中患者的功能磁共振成像实验结果也反映出在康复的过程中运动皮层网络连通性的变化具有一定的规律性,可以作为下一步康复评价研究的基础。
【关键词】:
【学位授予单位】:北京工业大学【学位级别】:博士【学位授予年份】:2012【分类号】:R445.2【目录】:
摘要4-6Abstract6-12第1章 绪论12-24 1.1 课题背景、国内外研究现状12-22
1.1.1 大脑可塑性及其研究意义12-14
1.1.2 大脑可塑性研究方法14-19
1.1.3 与手指运动相关的功能磁共振成像实验19-21
1.1.4 脑卒中与大脑运动皮层可塑性研究21-22 1.2 课题来源和主要研究内容22
1.2.1 课题来源22
1.2.2 主要研究内容22 1.3 课题总体方案设计22-24第2章 三种哺乳动物的大脑皮层连接网络研究24-36 2.1 动物大脑皮层连接数据来源24-27 2.2 研究方法27-31
2.2.1 图论和结构连通性27-30
2.2.2 非线性动力学特征参量30-31 2.3 数据分析与结果31-35
2.3.1 三种哺乳动物的大脑皮层连接图31-34
2.3.2 网络的非线性特征值比较34-35 2.4 本章小结35-36第3章 基于脑电图的人大脑运动皮层可塑性研究36-71 3.1 脑电图基础和研究意义36-40
3.1.1 脑电图基础36-38
3.1.2 功能连通性38-39
3.1.3 基于脑电图的手指运动实验的可行性分析39-40 3.2 想象运动数据集40-43
3.2.1 想象运动数据集介绍40-41
3.2.2 数据描述41-42
3.2.3 数据分析和结果42-43
3.2.4 讨论43 3.3 手指按键运动实验Ⅰ43-55
3.3.1 实验系统的构成43-45
3.3.2 实验过程描述45-48
3.3.3 数据处理与结果48-54
3.3.4 讨论54-55 3.4 手指按键运动实验Ⅱ55-69
3.4.1 实验系统的构成55-57
3.4.2 实验过程描述57-58
3.4.3 数据处理与结果58-68
3.4.4 讨论68-69 3.5 本章小结69-71第4章 基于功能磁共振成像的人大脑运动皮层可塑性研究71-83 4.1 功能磁共振成像原理72 4.2 脑卒中患者握拳运动实验的设计72-74
4.2.1 被试入选条件73
4.2.2 实验环境73
4.2.3 任务设计73-74 4.3 数据处理与结果74-82
4.3.1 使用 SPM 软件处理 fMRI 数据过程74-80
4.3.2 使用 SPM 对脑卒中患者 fMRI 数据的分析结果80
4.3.3 使用非线性动力学参数对脑卒中患者 fMRI 数据的分析结果80-82 4.4 本章小结82-83结论和展望83-85参考文献85-92附录 A 想象运动数据说明92-94附录 B 手指运动测试实验程序94-109附录 C 脑电实验说明109-110攻读博士学位期间所发表的学术论文110-111致谢111
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京公网安备74号学习了光学知识后,爱动脑筋的小桐和小朵想自己探究小孔成像现象.如图所示,她们给两个空罐的底部中央分别打上一个圆孔和一个方孔,再用两片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上.分别将小孔对着烛焰和灯丝,可以看到烛焰和灯丝通过小孔所成的像.
(1)分析比较甲、乙两图,可以得出怎样的结论?物体通过小孔所成的像与孔的形状无关.
(2)分析比较甲、丙两图,可以得出怎样的结论?所成的像的形状由物体的形状决定.
(3)通过实验,可以看到烛焰和灯丝在塑料膜上成的都是倒立(选填“正立”或“倒立”)的实像,说明小孔成像的原理是光的直线传播.
(4)她们还发现蜡烛和小孔的位置固定后,像离小孔越远,像就越大.他测出了不同距离时像的高度,并将实验结果填在了表格中,根据表中的数据可以得到的结论是:蜡烛和小孔的位置固定后,像的高度h与像到小孔的距离s成正比(选填“正比”或“反比”)
像的高度h/cm
像到小孔的距离s/cm
(5)她们知道树荫下的圆形光斑就是太阳通过树叶间的小孔在地面上成的像,于是测出了某一个光斑的直径为1.4cm,光斑到小孔的距离为1.5m,从书上查到太阳到地球的距离为1.5×1011m,由此可以估算出太阳的直径为1.4×109m..
解:(1)在甲图和乙图中不同的是孔的形状,但所成的像相同.故小孔成像(的形状)与小孔的形状无关.
(2)在甲图和丙图中不同的是物体的形状,所成的像也不同.故小孔成像(的形状)与物体的形状由物体的形状决定.
(3)观察三次成像可知:所成的像是倒立的,说明小孔成像的原理是光沿直线传播.
(4)由表格上的数据可知,像的高度随像到小孔距离的增大而增大,求出像的高度和像到小孔距离的比值,可以发现比值是一个定值.所以像的高度g与像到小孔的距离S成正比.
(5)光斑的直径与光斑到小孔的距离的比值是一个定值.根据光线传播的可逆性可知:太阳直径和太阳与小孔之间的距离的比值是一个定值,且和光斑的直径与光斑到小孔的距离的比值相等.
太阳的直径:d=×1.5×1011m=1.4×1011cm=1.4×109m.
故答案为:(1)物体通过小孔所成的像与孔的形状无关;(2)所成的像的形状由物体的形状决定;(3)倒立;光的直线传播;(4)正比;(5)1.4×109m.
(1)比较甲、乙两图象的形状可知,小孔成像与小孔的形状是否有关;
(2)比较甲、丙两图象的形状可知,小孔成像与物体的形状是否有关;
(3)通过观察像的情况可知像的性质;
(4)算出表格中像的高度和像到小孔的距离的比值,可以看出比值是一个定值,由此得出像的高度和像到小孔的距离成正比.
(5)根据像的直径和像到小孔的距离的比值等于物体的直径和物体到小孔的距离的比值,列式求解.研究表明塑料制品所含双酚A能导致大脑皮质发育异常
核心提示:&&& 日本研究人员日前说,在实验鼠身上的试验表明,塑料制品中常含有的一种叫双酚A的化学成分,能导致大脑皮质发&&& 日本研究人员日前说,在实验鼠身上的试验表明,塑料制品中常含有的一种叫双酚A的化学成分,能导致大脑皮质发育异常。
  据共同社报道,从雌鼠妊娠初期起,日本京都府立医科大学教授伏木信次等人就给它们注射双酚A直至其生产,所注射的双酚A浓度通常认为不会对健康产生不良影响。然而研究人员却发现,实验鼠胎儿脑室周边的神经细胞出现分化,神经细胞向大脑表面移动的速度较快,这种大脑皮质的形成过程与正常情况下不同。而在形成的大脑皮质中,与能影响细胞分裂和生长的甲状腺激素相关的基因表达量也出现了变化。
  研究人员推测,双酚A作用于甲状腺激素,从而给神经网络的构建和功能带来不良影响。研究人员还认为,双酚A导致大脑皮质发育异常,说明近年日益增加的儿童多动症可能与之有关。
  双酚A是重要的化工原料,主要用来生产聚碳酸酯和环氧树脂等。有研究指出,双酚A很有可能属于环境激素,可对大脑造成影响并导致精子数量减少等。

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