时间认知神经科学研究进展

当前对时间认知的脑机制探讨有三个模型：特异化计时模型、分布网络模型和定域计时模型。在这些模型的框架下,时间认知的神经心理学研究集中探讨了小脑、基底神经节、前额叶在时间信息加工中的作用和大脑两半球在时间认知中的不对称性。小脑作为内部计时系统对时间控制具有重要作用,在周期性动作任务中,小脑对不连续动作计时具有特异性。基底神经节在时间加工任务中与小脑存在明显的作用分离,其具体机制还有待深入研究。前额叶的计时功能可能与注意和工作记忆对时间信息的获得、维持和组织有关。此外,还发现大脑右半球与时问信息的加工关系密切。     

计算的脑机制研究进展

采用计算任务来探讨脑机制已成为国外研究大脑活动的重要领域。该文阐述了神经心理学和脑成像领域有关计算的脑机制研究。神经心理学及脑损伤的研究结果表明,大脑两侧顶下小叶和左前额叶与计算加工有关。ERP、PET和fMRI脑成像研究结果显示,数字命名与比较、心算、精算和估算等不同计算任务,其所激活的脑部位有所差异,但是大脑两侧顶下小叶和左前额叶可能是计算加工的主要脑部位。由于研究材料、方法和程序的不同,大脑皮层的广泛区域都有可能参与计算加工。     

成人依恋风格在信息加工中表现出差异性的神经机制

依恋风格的神经机制研究有助于更深层次理解依恋行为与类型：N1、N200、N400和P300等脑电成份的差异反映了不同依恋风格在编码、提取及注意资源分配上的不同; 额叶皮层、扣带回皮层、颞极、杏仁核、海马等脑区可以反映不同依恋风格在信息加工性质和注意资源分配上的差异。已有研究除安全依恋和非安全依恋策略的有效性在脑成像上的研究与依恋理论一致外, 其余研究还存在争议。未来的研究可深入探究更高质量的依恋测量工具, 依恋风格对内隐刺激加工影响的认知神经机制; 细化依恋风格在信息加工不同阶段的神经活动和脑成像研究; 以及关注依恋风格对信息加工影响差异的脑机制在临床治疗中的运用。     

标量计时模型中的神经机制

标量计时模型中各阶段的神经机制有重叠也有分离。从当今认知神经科学的研究结果看,与内部时钟有关的神经结构有小脑、基底神经节、前额皮质、前运动辅助皮质及顶叶下回皮质等;与记忆阶段有关的神经结构有基底神经节、背外侧前额皮质、右侧额下皮质及外侧前运动皮质等;与决策阶段有关的神经结构有背外侧前额皮质、前扣带回、高级颞叶皮质和基底神经节等。文章还从神经机制角度论证了计时的标量特性,讨论了今后研究值得注意的三个问题,即研究结果的确定性、研究手段的局限性以及该模型的适用性     

类别学习的神经心理学研究

类别学习的神经心理学研究是检验类别学习理论的一种有效研究范式,它有助于我们对类别学习理论的深入理解,以及对认知活动过程和脑机制的认识。作者对基底神经节功能障碍患者、遗忘症患者和其他类型的神经症患者的类别学习研究进行了回顾,对这些研究可能存在的单系统理论和多系统理论解释进行了讨论,并指出了研究中可能存在的取样偏差问题和未来研究中需要在研究手段、研究设计、被试取样等方面加以改进的建议     

时间心理学的新探索

时间是心理过程的存在方式,也是人格特征的存在方式。本文在综述国内外有关研究成果的基础上,对时间心理学研究的最新领域和热点问题进行了探索,主要包括三个方面：（1）时间知觉与意识,主要研究时间知觉和意识过程的关系,特别是探讨意识过程的时限和时间整合问题;（2）时间认知的脑机制,主要利用事件相关电位和脑成像技术探索时间信息加工的时程和功能定位问题;（3）时间人格研究,主要探讨时间洞察力的内涵和时间管理倾向的理论及其应用。     

内疚的认知和情绪活动及其脑区调控

内疚是个体做出危害他人的行为或违反道德准则之后产生的良心上的反省, 对行为负有责任的一种负性体验。内疚在道德规范和人际社会中具有重要的作用。研究者主要采取自我报告范式、情境模拟范式、过失范式和经济博弈范式考察内疚的发生发展及其功能。近年来, 研究者尝试揭示内疚脑机制, 研究发现内疚主要激活前额叶皮层和脑岛等脑区, 前额叶可能与内疚的认知成分相关, 而脑岛主要与内疚的情绪成分相关。未来的研究需要采用多种技术手段进一步考察内疚的认知神经机制。     

数字加工的认知神经基础

数学作为人类最重要的发明,越来越引起认知神经科学家的重视与关注,究竟什么才是人类数学知识的脑基础？脑成像的研究已经证实了一个参与数学运算加工的神经网络,包括顶叶皮质、侧前额叶皮质、内前额叶皮质、和小脑。实验证明：人脑对于数字具有一种模拟表达,类似于将数量在脑内部作为一种内心的数字线上的点来操作。神经心理学的研究证实数字加工的这种数量表达分布于两半球,其优势区位于下顶叶皮质区。     

工作记忆对时间加工的影响

非时间信息加工与时间加工的关系是复杂的, 存在双向干扰或单向干扰, 结果的不一致与任务所需的注意资源及工作记忆都有关。工作记忆的中央执行系统在时间加工中起主要作用, 同时进行的非时间任务对中央执行功能的需求越多, 两种任务之间的干扰程度越大。语言环和视空间模板对时间加工的影响与非时间信息的类型有关。工作记忆作为一个整体以工作记忆容量为指标, 计时成绩也表现出与工作记忆容量有关的年龄、智力等方面的差异。时间加工和工作记忆在额叶、顶叶、基底神经节等皮质存在共同的神经机制。未来应该丰富工作记忆的研究内容, 结合时间加工的分段性探讨工作记忆影响时间加工的具体进程及神经机制, 并力求在应用方面取得一定的成果。     

创造性思维的脑机制

创造性思维是创造性的核心。近年来,脑电和脑成像技术的发展为研究创造性思维的神经基础提供了有力的技术支持,对创造性思维的脑机制研究取得了较大进展。创造性思维的脑机制研究主要包括顿悟的脑机制、发散性思维的脑机制、远距离联想的脑机制、言语创造性和图画创造性的对比的脑机制研究。研究结果显示创造性思维需要多个脑区的参与,因不同的认知任务其关键脑区而有所不同。对创造性思维的脑机制研究进行了总结,对这些研究可能存在创造性思维究竟应该定义为“领域一般的”还是“领域特殊的”的解释进行了讨论,并指出了研究中可能存在的基线任务设置问题和未来研究中需要在研究手段、研究设计、研究领域等方面加以改进的建议     

Adaptive neural models of queuing and timing in fluent action

In biological cognition, specialized representations and associated control processes solve the temporal problems inherent in skilled action. Recent data and neural circuit models highlight three distinct levels of temporal structure: sequence preparation, velocity scaling, and state-sensitive timing. Short sequences of actions are prepared collectively in prefrontal cortex, then queued for performance by a cyclic competitive process that operates on a parallel analog representation. Successful acts like ball-catching depend on coordinated scaling of effector velocities, and velocity scaling, mediated by the basal ganglia, may be coupled to perceived time-to-contact. Making acts accurate at high speeds requires state-sensitive and precisely timed activations of muscle forces in patterns that accelerate and decelerate the effectors. The cerebellum may provide a maximally efficient representational basis for learning to generate such timed activation patterns.     

自我面孔识别的脑机制

自我面孔识别是自我参照加工的一种研究范式, 反映了人们通过自我与他人的区分识别出自我面孔的过程。自我面孔识别的脑区定位涉及前额叶、脑岛、扣带回、颞叶和顶叶等脑区的协同作用, 其认知加工有三个阶段：低水平的感觉处理阶段, 对自我参照的面孔信息的处理阶段和身份辨别阶段。在今后的研究中, 应该在时程上区分自我面孔识别的各个加工过程, 并且结合脑区定位结果, 明确自我面孔识别的各加工阶段及认知成分。     

“啊哈！”和“哈哈！”：顿悟与幽默的脑认知成分比较

作为人类智能的高级表现形式, 顿悟和幽默存在诸多共同之处。从认知和情感组成上看, 顿悟的非连续性、突发性、重构和惊讶, 对应于幽默的失谐、失谐探测、失谐消解和愉悦, 两者存在表征机制的重叠。神经机制的研究发现, 顿悟和幽默的心理事件都伴随着400 ms左右的额中央区负波(N400)以及前扣带回、顶颞叶联合区和前额叶等脑区的活动; 同时顿悟和幽默在P300成分以及海马、右侧前部颞上回等脑区活动上存在差异。未来可借鉴幽默的认知和情感成份的脑成像研究范式, 进一步探明顿悟过程的认知和情感组成。     

The cortical language circuit: from auditory perception to sentence comprehension

Over the years, a large body of work on the brain basis of language comprehension has accumulated, paving the way for the formulation of a comprehensive model. The model proposed here describes the functional neuroanatomy of the different processing steps from auditory perception to comprehension as located in different gray matter brain regions. It also specifies the information flow between these regions, taking into account white matter fiber tract connections. Bottom-up, input-driven processes proceeding from the auditory cortex to the anterior superior temporal cortex and from there to the prefrontal cortex, as well as top-down, controlled and predictive processes from the prefrontal cortex back to the temporal cortex are proposed to constitute the cortical language circuit.     

Neural dynamics of autistic behaviors: cognitive, emotional, and timing substrates

What brain mechanisms underlie autism, and how do they give rise to autistic behavioral symptoms? This article describes a neural model, called the Imbalanced Spectrally Timed Adaptive Resonance Theory (iSTART) model, that proposes how cognitive, emotional, timing, and motor processes that involve brain regions such as the prefrontal and temporal cortex, amygdala, hippocampus, and cerebellum may interact to create and perpetuate autistic symptoms. These model processes were originally developed to explain data concerning how the brain controls normal behaviors. The iSTART model shows how autistic behavioral symptoms may arise from prescribed breakdowns in these brain processes, notably a combination of underaroused emotional depression in the amygdala and related affective brain regions, learning of hyperspecific recognition categories in the temporal and prefrontal cortices, and breakdowns of adaptively timed attentional and motor circuits in the hippocampal system and cerebellum. The model clarifies how malfunctions in a subset of these mechanisms can, through a systemwide vicious circle of environmentally mediated feedback, cause and maintain problems with them all.     

Developmental shifts in fMRI activations during visuospatial relational reasoning

To investigate maturational plasticity of fluid cognition systems, functional brain imaging was undertaken in healthy 8-19 year old participants while completing visuospatial relational reasoning problems similar to Raven's matrices and current elementary grade math textbooks. Analyses revealed that visuospatial relational reasoning across this developmental age range recruited activations in the superior parietal cortices most prominently, the dorsolateral prefrontal, occipital-temporal, and premotor/supplementary cortices, the basal ganglia, and insula. There were comparable activity volumes in left and right hemispheres for nearly all of these regions. Regression analyses indicated increasing activity predominantly in the superior parietal lobes with developmental age. In contrast, multiple anterior neural systems showed significantly less activity with age, including dorsolateral and ventrolateral prefrontal, paracentral, and insula cortices bilaterally, basal ganglia, and particularly large clusters in the midline anterior cingulate/medial frontal cortex, left middle cingulate/supplementary motor cortex, left insula-putamen, and left caudate. Findings suggest that neuromaturational changes associated with visuospatial relational reasoning shift from a more widespread fronto-cingulate-striatal pattern in childhood to predominant parieto-frontal activation pattern in late adolescence.