睡眠剥夺对视觉短时记忆脑电信息传输影响探究［摘要］目的：睡眠剥夺(SD)影响脑电波，基于脑电方法研究SD对视觉刺激下的认知的影响，建立一条评价大脑功能状态受到的影响的途径，探索睡眠对认知的作用机制。方法：在正常状态下和一夜睡眠剥夺状态下，分别对10名受试者进行视觉短时记忆测试，记录其多导诱发脑电。通过计算各导联之间的互相干程度，研究SD对大脑功能区域的同步化交互联系作用。结果：SD造成了大脑各功能区之间的关联程度下降，对大脑半球额叶间的关联影响较大。结论：从脑电信号分析,睡眠剥夺对视觉短时记忆损害主要体现在对额叶影响上，引起记忆编码阶段功能的降低。［关键词］睡眠剥夺；脑电；互相干；记忆中图分类号：R741.02B842文献标识码：A文章编号:2055-5200(2014)01-005-04Doi：10.11876/mimt201401002ResearchofEEGFeaturesInducedbytheEffectsofSleepDeprivationonVisionShorttermMemoryLINingl,ZHANGJiu-meil,LIUXi-yu2.(1.NingxiaPeople?sHospital,Yinchuan,750001；2.NeusoftCorporation,Shenyang110179)[Abstract]Objective：Sleepdeprivation(SD)affectselectroencephalography(EEG),bystudyingitseffectonvisualcognitionbasedonEEG,wetriedtoestablishawaytoevaluatethiskindofeffect,andtoinvestigatethemechanismunderlyingsleepregulatiori.Method：Wefinishedexperimentsundertwostatesincludingnormalstateandonenight7ssleepdeprivedstate・Evokedrelatedpotentialof10volunteerswererecordedduringthevisualshort-termmemorytests.Bycalculatingcrosscoherencebetweenleads、westudiedthesynchronouscommunicationbetweencerebralcortexareas・Result：SDcausedadeclineofcorrelationbetweeneachfunctionalareaofbrain,especiallyonthefrontallobes・Conclusion：BytheanalysisofEEGactivity,SDaffectsthecorrelationbetweenthefroritallobesonvisualshort-termmemory,mayreduceandfunctionofencodingstageofmemory._Keywords]Sleepdeprivation；EEG；crosscoherenee；memory睡眠剥夺(Sleepdeprivation,SD)对多种认知造成影响，包括记忆、判断、计算能力和逻辑推理等，其中记忆广泛存在于认知过程中，人脑所直接面对的常常是关于感觉和心理的记忆，既使在没有明显回忆时也有感觉记忆和短时记忆起作用。研究SD对短时记忆带来的影响，可以为评价睡眠对认知的影响建立一条途径，从而探究作用机制。大脑作为一个复杂的网络系统，脑皮层的细胞在功能上相互作用［2］。研究SD影响大脑的协同活动程度，可以从更系统的层面揭示睡眠剥夺对记忆造成的损害。因此，将相干性应用到SD状态下短时记忆影响的研究中，对视觉刺激诱发的脑电信号进行分析。1材料和方法受试者为10名男性学生志愿者，年龄为22〜26岁，身体健康，均为右利手。通过奥地利EMS公司生产的数字脑电记录仪完成脑电信号的采集，采用国际标准10/20系统放置电极，以左耳为参考电极，采集Fpl、Fp2、F3、F4、C3、C4、P3、P4、T3、T4、T5、T6、01、02等19导EEG数据和1导眼电数据。EEG频率范围为0.05〜70Hz,采样频率为512Hz,各导联阻抗小于5KQ。在正常睡眠状态和一夜睡眠剥夺后，对受试者分别进行测试和脑电信号的采集。从上午8点开始，实验内容包括：①记录8分钟安静闭眼自发脑电;②视觉短时记忆再认实验,受试者坐在离屏幕0.5m处的椅子上，首先屏幕上展示给受试者的是需要记忆的图片，共16幅(P1〜P16)，间隔为2s,记忆其中的颜色信息；之后是再认图片，屏幕开始出现P1组，即上下左右四幅仅颜色区别的图片，其中一幅为Pl,3S钟后出现P2组，依此类推，要求受试者从这4幅图片中找出刚才的记忆图片，按上下左右键进行选择。正确提示RIGHT,错误提示FALSEo2分析方法脑电信号的相干性(coherence)假定脑区的功能整合是通过神经元群之间保持某特定频率的锁相过程形成的，此过程可用功率相干函数来表示，客观地反映出两个脑功能部位之间的机能关联性［3］。3结果分析及讨论3.1行为数据对比统计受试者的反应时间和正确率，如表1所示。从行为数据可以看出，在正常情况下平均反应时间为2034.747ms(S=978.4853),正确率为62.5%；睡眠剥夺情况下平均反应时间为1672.969ms(S=798.8787),正确率为39.58%O(F=1.50,P