454 心理科学进展 第21卷 播放扫描 播放扫描 MRI扫描 播放扫描 噪音 噪音 噪音 刺激时间 基线 清醒 睡眠 EEGi记录 17s 17s 17s 17s 图2组噪声恒定法实验设计。磁共振采用BURST序列，每次BURST后进行了7次全脑扫描。在两次BURST间 进行EEG记录。 环境中入眠：另一种方法是在MRI实验前进行 扫描噪音(Wehrle et al.,2005)。结果显示这些操作 睡眠剥夺，提高被试的睡眠需求从而增加入睡 对整体睡眠结构产生了影响：REM睡眠减少并且 率。需要注意的是睡眠剥夺本身对静息态这一基 分段增多。由于REM期睡眠伴随着肌肉松弛，对 线就有影响(De Havas,Parimal,Soon,&Chee, 不舒适和明显危险的环境具有高度敏感性，使得 2012),结果解释时需注意。另外，在扫描仪中睡 这一阶段的睡眠非常脆弱(Khubchandani et al., 觉被试的体动也会增加，例如在入睡阶段以及 2OO5)。在REM前期和REM睡眠过程中出现的体 REM睡眠前后常见的肌肉阵挛现象。在这期间体 动也很大，因此在MRI扫描仪中很难获得REM 动的强力需求可能会导致被试苏醒而使正在进行 睡眠的良好记录。 的MRI记录中断。这个时候就需要主试对被试 4研究展望 在磁体中醒来后可能会出现的迷糊感和不适感有 所准备，最好提前排练如何在扫描仪复杂的环境 最早在MRI环境中同步记录EEG的研究可 中快速移出被试。以上问题使得在睡眠研究中被 以追湖到1999年，当时的尝试探索了同步记录的 试的退出率显著高于其他不需要同步记录的 可行性和优越性。后来的研究采用了在MRI扫 fMRI实验。 描间隔收集EEG信号的交替采集法，使得在连续 3.3数据因素 MRI扫描情况下获得的电生理指标能够进行睡 常规睡眠实验通常采用整夜记录进行睡眠观 眠时相划分。这些早期探索性研究都奠定了睡眠 测，但这在fMRI研究中很难实现，被试入睡后一 研究的硬件和理论基础，最近的研究转向了睡眠 般只能记录一到两个睡眠周期，要获得一个晚上的 阶段内特殊的脑电成分，如睡眠纺锤波、K复合 完整MRI睡眠记录及各个阶段的分布状况基本上 波或者快速眼动，进一步凸显了多模态研究方法 是不可能的。目前还没有关于被试是否入睡，目标 的高时空分辨的优点。 睡眠阶段是否够长等质量指标的保证或控制手段。 fMRI以其无创、高空间分辨率的技术优势将 由于REM时相对噪音特别敏感这一阶段数 会继续为睡眠研究提供基础性贡献。多导睡眠图 据的丢弃率很大。为了考察扫描程序对睡眠结构 在MRI谱仪系统中的发展将是极富挑战的方向， 的影响Wehrle等人在睡眠实验室中模拟了fMRI 这有赖于设计静音EPI序列和自动空间配准扫描 扫描环境。被试的头部被固定在一个模拟的射频 序列，以使对身体睡眠姿势的限制减少到最低。 线圈中，身体被限制为仰卧姿势，同时重复播放 可以预见随着EEG硬件的不断进步，MRI连续数454 心 理 科 学 进 展 第 21 卷 图 2 组噪声恒定法实验设计。磁共振采用 BURST 序列, 每次 BURST 后进行了 7 次全脑扫描。在两次 BURST 间 进行 EEG 记录。 环境中入眠; 另一种方法是在 fMRI 实验前进行 睡眠剥夺, 提高被试的睡眠需求从而增加入睡 率。需要注意的是睡眠剥夺本身对静息态这一基 线就有影响(De Havas, Parimal, Soon, & Chee, 2012), 结果解释时需注意。另外, 在扫描仪中睡 觉被试的体动也会增加, 例如在入睡阶段以及 REM 睡眠前后常见的肌肉阵挛现象。在这期间体 动的强力需求可能会导致被试苏醒而使正在进行 的 fMRI 记录中断。这个时候就需要主试对被试 在磁体中醒来后可能会出现的迷糊感和不适感有 所准备, 最好提前排练如何在扫描仪复杂的环境 中快速移出被试。以上问题使得在睡眠研究中被 试的退出率显著高于其他不需要同步记录的 fMRI 实验。 3.3 数据因素 常规睡眠实验通常采用整夜记录进行睡眠观 测, 但这在 fMRI 研究中很难实现, 被试入睡后一 般只能记录一到两个睡眠周期, 要获得一个晚上的 完整 fMRI 睡眠记录及各个阶段的分布状况基本上 是不可能的。目前还没有关于被试是否入睡, 目标 睡眠阶段是否够长等质量指标的保证或控制手段。 由于 REM 时相对噪音特别敏感这一阶段数 据的丢弃率很大。为了考察扫描程序对睡眠结构 的影响 Wehrle 等人在睡眠实验室中模拟了 fMRI 扫描环境。被试的头部被固定在一个模拟的射频 线圈中, 身体被限制为仰卧姿势, 同时重复播放 扫描噪音(Wehrle et al., 2005)。结果显示这些操作 对整体睡眠结构产生了影响：REM 睡眠减少并且 分段增多。由于 REM 期睡眠伴随着肌肉松弛, 对 不舒适和明显危险的环境具有高度敏感性, 使得 这一阶段的睡眠非常脆弱(Khubchandani et al., 2005)。在 REM 前期和 REM 睡眠过程中出现的体 动也很大, 因此在 MRI 扫描仪中很难获得 REM 睡眠的良好记录。 4 研究展望 最早在 MRI 环境中同步记录 EEG 的研究可 以追溯到 1999 年, 当时的尝试探索了同步记录的 可行性和优越性。后来的研究采用了在 fMRI 扫 描间隔收集 EEG 信号的交替采集法, 使得在连续 fMRI 扫描情况下获得的电生理指标能够进行睡 眠时相划分。这些早期探索性研究都奠定了睡眠 研究的硬件和理论基础, 最近的研究转向了睡眠 阶段内特殊的脑电成分, 如睡眠纺锤波、K 复合 波或者快速眼动, 进一步凸显了多模态研究方法 的高时空分辨的优点。 fMRI 以其无创、高空间分辨率的技术优势将 会继续为睡眠研究提供基础性贡献。多导睡眠图 在 MRI 谱仪系统中的发展将是极富挑战的方向, 这有赖于设计静音 EPI 序列和自动空间配准扫描 序列, 以使对身体睡眠姿势的限制减少到最低。 可以预见随着 EEG 硬件的不断进步, MRI 连续数