如何测量大脑活动
科学家如何凝视大脑以更好地了解正在发生的事情，发生的地点以及原因?通过利用大脑的电磁特性或将放射性标记物发送到体内，神经科学家使用大脑成像技术来创建神经元活动和生理过程的详细图片.然后，他们可以分析大脑功能的测量值如何在不同情况下发生变化(提示人们以某些方式进行行为，思考或感觉)，或者它们在各个人之间如何发生变化.通过这样做，研究人员可以获得有关大脑工作原理以及它们与精神疾病，认知，知觉，情感以及精神生活的许多其他方面的联系的线索.
当今使用的主要脑成像技术包括功能磁共振成像(fMRI)，脑电图(EEG)和发射计算机断层扫描.每个人都有不同类型的神经画像，每个人都有自己的长处和局限性.因此，根据研究人员的特殊需要采用它们，有时将它们组合使用.
内容：
功能磁共振成像（FMRI）
当根据人类的“大脑扫描”报告有关大脑的新发现时，它们经常涉及磁共振成像（MRI）。MRI利用磁场来收集有关身体的信息，它可以产生包括大脑在内的各个身体部位的横截面图像。它是神经科学中研究大脑结构（包括不同人的大脑结构特征的差异）的最重要方法。
自1990年代以来，科学家还广泛使用MRI来测量大脑功能的变化-一种称为功能MRI（fMRI）的技术。这种方法使研究人员能够以相对较高的详细度，不时地分析特定大脑区域中3-D的活动水平。
功能磁共振成像如何工作？
在MRI中，人躺在由管状机器产生的磁场中。MRI系统利用体内原子的磁性来生成包括大脑在内的身体各部分结构的详细三维图像。在功能性MRI（fMRI）的情况下，系统会生成大脑功能的图像，从而指示神经元的活动在大脑的特定部位是增加还是减少，以及在什么条件下发生。
通过fMRI生成的图像可以显示，例如，在认知任务期间，感知某些物体时，或者某人没有特别做事时，某些大脑区域的活动增强。此外，不同的人群（例如被诊断出患有精神疾病的人和未诊断出这些人的人）在某些情况下可能会表现出大脑各部分功能的差异。在使用功能磁共振成像的研究中，通常会给参与者执行任务，同时扫描他们的大脑，以查看特定种类的心理活动与大脑中神经元活动的对应关系。
什么是BOLD信号？
在fMRI研究中，BOLD代表血氧水平依赖性。BOLD信号是大脑成像信号，通过大脑任何给定部分的血液中的氧气水平增加或减少。这种信号变化是可能的，因为缺少氧气的血液血红蛋白的磁性与含氧血红蛋白的磁性不同。由于血氧水平和血流量与附近神经元的活动有关，因此，BOLD信号是衡量特定大脑区域神经元活动变化的有用方法。
功能磁共振成像中大脑的一部分“点亮”是什么意思？
对大脑成像研究的描述通常将大脑的某些部分描述为“点亮”（例如，当某人想到自己爱的人时）。在fMRI研究期间，脑部区域实际上并未点亮或打开或关闭。这个短语的真正含义是，与不参与某项行为的人的活动水平相比，在研究行为中这些脑部的活动增加，因此血氧水平也有所增加。
在神经科学中如何使用fMRI的一些例子是什么？
在临床研究中，功能磁共振成像已被用于探索患有各种精神疾病的人的大脑功能与没有精神疾病的人的大脑功能有何不同。识别某些大脑区域中相对较高或较低活动或特定状况的人之间非典型连接性的研究可以帮助神经科学家寻求了解该状况如何在大脑中表现出来以及导致其症状的原因。神经科学家还使用功能磁共振成像来研究大脑的各个部分如何支持社交过程（例如，采取观点），情感处理和无数的认知功能。使用fMRI进行的研究还有助于阐明连接的大脑区域网络的存在，例如默认模式网络，显示与特定心理功能（如白日梦）相关的激活。
脑电图（EEG）
与功能磁共振成像（fMRI）不同，功能磁共振成像基于血流提供对大脑细胞活动的间接印象，脑电图（EEG）直接测量大脑中的电活动。脑电图的测量是通过头皮进行的，是非侵入性的，就任何给定时刻大脑活动在哪里增加或减少所显示的方面而言，它们都是相对有限的。但是，EEG可以捕获毫秒级的电变化，这使其成为分析随时间变化的大脑动态的有价值的工具。
什么是事件相关电位（ERP）？
事件相关电位是在特定时间间隔内使用EEG记录的大脑电活动的变化，它是根据感兴趣的事件（例如看到单词或图像）而发生的。在不同条件下（例如，当一个人识别不同种类的单词时）观察到的与事件相关的电位的特征可以提供有关所涉及的大脑过程在多大程度上相似或不同的信息。
同位素发射计算机辅助断层显像（ECT）
放射计算机断层扫描术的名称源于注入血液的示踪剂放射的放射性能量，这是理解大脑的一种方法。鉴于此，发射计算机断层扫描比其他常用形式的脑成像更具侵入性。像功能磁共振成像一样，它可以仔细观察大脑不同部位的情况。除测量大脑中的血流量外，该方法还用于研究大脑的代谢过程，这是评估功能的另一种方法。
两种主要的发射计算机断层摄影术是正电子发射断层摄影术（PET）和单光子发射计算机断层摄影术（SPECT）。每种都使用不同类型的放射性同位素，并且使用不同的工具在大脑中对其进行监控。
放射计算机断层扫描如何工作？
在发射计算机断层扫描中，放射性原子被注入人的血液中并循环进入大脑。它们发出的能量由外部设备监控，提供有关它们在大脑中的浓度的信息。根据所使用的放射性示踪剂的类型，此过程可用于测量大脑中的血流量或生理过程，例如葡萄糖代谢或神经递质的产生。数学模型可以将辐射数据转换为有关大脑过程的信息。
