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图1.31 CT扫描的切片厚度小于一毫米,速度快且准确,但有电磁辐射的风险
L 比CT扫描更清晰的是磁共振成像(magneticresonance imaging, MRI)。它利用核磁共振原理,通过梯度磁场可以探知物体中原子核的种类和位置,进而生成物体内部的结构图像。MRI没有电磁辐射的危害。
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图1.32 MRI对人体软组织、头部、脊髓等成像优于CT,但成本更高
口 基 于 MRI 的 扩 散 张 量 成 像 ( diffusion tensorimaging, DTI)技术可以绘制出神经纤维束,以便了解不同区域间的连接状况。
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图1.33 利用DTI技术显示人脑中连接布洛卡区与韦尼克区的弓形束
科学家利用DTI比较了人类、黑猩猩(chimpanzee)和猕猴大脑中的弓形束,发现在非人类灵长类中,它要么很小,要么不存在,这就是它们不具备复杂语言能力的原因。而人类弓形束的特化可能与语言的演变有关<sup>[13]</sup>。
口 经 颅 磁 刺 激 ( transcranial magneticstimulation, TMS)技术利用脉冲磁场影响大脑的神经电活动,进而研究它所引起的一系列生理生化反应。
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图1.34 TMS是一种无痛无创的方法,磁信号能无衰减地透过颅骨刺激到大脑神经
视觉
视觉皮质区位于大脑后部的枕叶的距状裂周围,负责处理视觉信息,分为初级视觉皮质(V1)或纹状皮质(striatecortex),以及纹外皮质(extrastriate cortex)。左眼/右眼采集到的信息传递到右脑/左脑视觉皮质,V1输出的信号分成两股,向上的背侧流(dorsal stream)和向下的腹侧流(ventral stream)。
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图1.35 在纹外皮质,背侧流处理物体的空间位置以及相关的运动控制(称为“如何”通道),腹侧流则负责物体识别,与内容理解和记忆有关(称为“什么”通道)
人类看到物体对象(譬如一个杯子)之后,对它的识别和操作是由两个不同的信息通道实现的。如果背侧流正常而腹侧流出了问题,患者看不出那是个杯子却能正确抓取。相反,如果腹侧流正常而背侧流出了问题,患者知道那是个杯子却不能正确抓取。
一个人看到自己的杯子,伸手去拿的过程中,发现是别人的杯子,手伸到半路又缩了回来。换句话说,对物体的语义理解会影响到动作的实施,有个更高级的机制在协调识别与操作。科学家在设计脑机接口(brain-machine interface),直接由脑波意念控制(真实的或虚拟的)机械来完成复杂动作。未来在虚拟现 实 ( virtual reality,VR ) 或 增 强 现 实 ( augmentedreality,AR)中,意念将解放人类的手脚。
例1.8 人类视觉有许多神奇的特性,读者可以做两个小的视觉实验来体验一下:(1)紧盯着心形的中心白点30秒,然后将视线转移到白墙上,你看到了什么?(2)慢慢地将兔子邮票靠近你的鼻子,在这个过程中你看到了什么?