发展性障碍儿童的脑发育特点及干预

随着发展认知神经科学的兴起, 研究者借助脑成像等技术探讨了发展性障碍儿童的脑结构发育特点, 发展缺陷与脑功能损伤的关系以及障碍干预和脑功能改善的机制等, 这为揭示发展性障碍儿童异常神经机制的共性和特异性, 进而为早期诊断和干预提供了重要的生物学标记。针对儿童期常见的发展性障碍, 从脑结构损伤、脑激活异常、脑网络连接和脑功能康复等方面对相关研究进行了总结, 指出未来研究应拓展角度, 注重揭示各发展性障碍之间异常脑发育特点的共性和特异性的具体表现、病理机制及基因基础等; 临床工作者应注重将脑发育的异常和功能改善用于辅助各类障碍的早期识别和干预效果评估。     

早期高级认知发展与前额叶功能发育的fNIRS研究

儿童早期阶段是各项认知能力和脑发育的关键阶段。近红外光谱成像技术(fNIRS)凭借其非侵害性、便捷操作以及对头动容忍度高等特点,在早期阶段儿童认知发展与脑发育的研究中得到越来越多的应用。从早期高级认知发展与前额叶功能的单侧优势变化、对应前额叶脑区逐渐专门化、发展关键期与前额叶功能的可塑性,以及前额叶功能异常与早期发展障碍的关系等四个方面对基于fNIRS技术开展的早期认知发展与脑发育的研究进展进行了梳理和分析。指出未来研究应探究儿童早期认知能力发展和脑发育的轨迹及关键期,探讨有发展性障碍家族风险儿童的早期大脑发育特点,为早期教育和发展障碍的早期预警提供依据。     

基于神经成像技术的青少年大脑发育研究

大脑成熟是一个动态过程, 高级神经活动的发育主要集中于个体发展的第二个10年：青少年时期。青少年时期是行为、认知和脑迅速发展的时期。青少年普遍表现出来的注意、冲动控制、计划、决策等认知能力的提高都是基于神经系统的成熟发展起来的。运用神经成像等技术的研究指出, 大脑在青少年时期的发展经历着突触精简以及髓鞘化的过程; 白质、灰质在青少年时期的成熟有不同的发展轨迹。青少年大脑皮层的成熟顺序与认知功能的发展相联系, 人脑的高级认知功能在青少年时期发展完成。在这一过程中, 脑的发展会受到情绪、环境以及经验等因素的影响。     

青少年风险决策的发展认知神经机制

随着认知神经科学技术的发展, 青少年风险决策的发展认知神经机制成为了新近的一个热点课题。从双系统理论模型(社会情感神经网络系统、认知控制神经网络系统)出发, 对与青少年风险决策相关的大脑结构、功能的变化进行了阐述, 重点分析了新近的大脑功能连接、脑网络的研究; 阐述了青少年风险决策认知神经机制的主要理论模型：双系统模型和三角模型。未来研究还应加强对认知神经机制理论模型的检验、整合和创新, 从社会认知神经科学的角度深入研究社会参照系统(同伴关系、亚文化等)在青少年风险决策中的作用及机制, 以及从认知神经层面如何预防和干预青少年高风险行为。     

基于中央执行功能的儿童工作记忆可塑性机制

近期的研究发现儿童的工作记忆能力具有一定的可塑性。研究者采用双盲对照实验设计, 通过改编的工作记忆广度、N-back、活动记忆和GO-NOGO等任务对15岁以下的正常儿童和特殊儿童(多动症、智力低下等)的工作记忆能力进行训练, 训练的周期一般为15~30天不等, 每天训练时长约15~25分钟。研究结果发现, 工作记忆训练不仅可以提高儿童的工作记忆能力, 而且还可以迁移至其它高级认知功能(流体智力、数学能力等), 甚至可以改善多动症儿童的临床症状。研究者还发现这种训练效应可以保持3~6个月。通过工作记忆中央执行功能的训练, 是否可以促进儿童认知功能的发展？儿童认知功能的可塑性表现为短暂的提高还是促进认知发展？中央执行功能的训练如何影响儿童认知加工过程的发展？这些问题的回答对于近一步探索认知活动和认知神经的可塑性具有一定的理论意义。可以为工作记忆缺陷儿童的临床干预和治疗提供有效的工具, 具有实践意义。     

应对方式与认知训练对青少年情绪障碍易感性的影响

以往研究指出青少年阶段是情绪障碍的高发时期, 各种情绪问题深刻影响青少年的身心健康。通过文献分析得出青春期压力所采取的应对方式(即个体对压力事件做出反应的稳定方式)可能是决定青少年情绪障碍易感程度的核心因素; 而认知训练可降低该易感性, 从而提高青少年的心理健康水平。为了验证上述观点, 综合采用行为调查与生理测量, EEG/ERP与fMRI手段, 拟开展如下4个方面的研究工作：1)青春期发育阶段影响个体负性情绪易感性的大脑机制; 2)认知应对方式与青春期发育阶段的交互作用对负性情绪易感性的影响及大脑机制; 3)认知训练(包括注意训练、解释训练与接受训练)对健康青少年负面情绪易感性的调节作用及大脑可塑性机制; 4)认知训练对青少年抑郁/焦虑症患者情绪应对方式与临床症状的影响及大脑可塑性机制。通过上述系列研究, 揭示青少年更高情绪障碍易感性的认知神经机制, 找出并培养有利于青少年身心健康的情绪应对方法, 从而为情绪障碍的临床治疗奠定理论与实践基础。     

文字阅读学习的大脑塑造性机制

文字阅读学习如何塑造了人脑?这是当今语言认知神经科学的热点课题。研究表明,文字阅读学习不仅会增强早期视觉加工能力和重构腹侧视觉通路,还改变了口语脑网络的加工方式和词素-音素转换脑网络的结构。文字阅读学习通过在视觉皮层与口语系统之间创建一个高效自动运作的平台,改变人脑的功能与结构组织。今后的研究需要深入探究视觉词形区(VWFA)的功能特异性及其与语音和语义加工的动态交互作用、汉字阅读学习的大脑可塑性机制和文字识别与面孔加工的竞争性发育机制等重要问题。     

老年人的脑可塑性:来自认知训练的证据

老年人大脑结构和功能衰退是其认知功能下降的重要原因。然而,老年人的大脑仍然保持了一定的可塑性。随着神经影像技术的发展,大量研究发现认知训练能够对老年人的大脑结构和功能产生积极影响:(1)在脑结构方面,表现为大脑皮层灰质体积增加、白质神经纤维连接增强;(2)在进行认知任务时,表现为脑功能网络发生重组;(3)在静息态脑功能方面,表现为脑自发活动功能性重组以及功能连接增强。未来的认知训练研究需要考察老年人大脑可塑性存在个体差异的多种影响因素,并通过纵向追踪研究来探讨大脑可塑性的保持性和迁移效应。     

脑可塑性研究综述

本文简要总结了脑可塑性实验研究的三个方面：(1)脑损伤的研究,(2)学习和训练的脑可塑研究,(3)双语习得的研究。目前研究脑可塑的一个重要方向是通过学习和训练,考察认知成分的获得与大脑皮层活动状态变化之间的关系。这些研究说明大脑的成熟是一个动态发展的过程,它的结构和功能在一定程度上具有可塑性。     

网络成瘾者的大脑异于常人吗?

研究网络成瘾者的大脑是否异于常人的问题有助于对网络成瘾进行定性、诊断和治疗。近年来认知神经科学研究发现, 与正常人相比, 网络成瘾者的大脑主要存在四个方面的异常：①额叶和扣带回多部位存在结构性萎缩和功能退化, 导致其对上网行为的冲动控制出现障碍。②海马功能障碍, 导致其认知功能特别是工作记忆能力下降。③奖赏中枢功能代偿性增强, 可能与其多巴胺系统的功能异常有关。④内囊后肢的神经纤维结构较密、活性较高, 可能与其长时间兴奋性操作键盘、鼠标或游戏手柄有关。目前的研究结果至少说明：网络成瘾者的大脑存在一些功能性的、与物质成瘾者类似的异常, 但这些异常是否由网络成瘾导致, 以及这些异常是结构性的, 还是持久性的, 则还需要进一步的研究来证实。     

青少年创造性发展及其脑机制研究进展

青少年时期是创造性发展的关键阶段,探明青少年创造性发展规律及其神经机制对于培养和激发个体的创新潜能具有重要意义。本文综述了青少年创造性发展及其脑机制的研究进展,分别对青少年创造性思维发展趋势、影响因素及其相应的脑机制展开综述,并在此基础上进行了展望。总体而言,青少年时期创造性思维发展呈现出两个波峰(11~13岁,15~16岁)的发展趋势;青少年创造性发展受外部原生家庭教养方式和学校教师激励以及内部情绪动机和自我管理能力的影响较大;前额叶对青少年创造性发展具有重要作用,这可能与该脑区涉及执行控制功能有关。针对青少年创造性发展的教育干预以及大脑可塑性可能成为该领域的研究热点;而大样本纵向跟踪多模态脑影像数据库的建立可为相关研究提供重要支持。     

发展的认知神经科学--神经科学与认知发展研究的融合点

本文介绍了发展的神经科学自 2 0世纪 80年代以来在早期突触形成、关键期及丰富环境对脑发育的影响等领域的一些突出成就 ,阐述了从神经科学与认知发展共同研究的主题来考察两个学科的整合的意义 ,并对发展的认知神经科学研究的未来趋势作了展望。     

Socio-economic status and the developing brain in adolescence: A systematic review

Socioeconomic status is associated with differences in social, cognitive, and behavioral outcomes for adolescents. Correspondingly, the period reflects continued dynamic, complex, and adaptive brain development. Research demonstrates associations between the developing adolescent brain and SES; however, such research has not been systematically integrated. We undertook a systematic search of studies and review 21 papers that examined both SES and brain development or functioning as measured during adolescence or young adulthood in nonclinical populations (13–25 years old). Few studies focused on architecture and such findings were varied. The majority of studies focused on functioning with two themes emerging. First, studies demonstrate different activation in regions of interest to cognitive and behavioral tasks relative to SES. Second, when similar neurological activation is evident, they can be related to different behavioral observations relative to SES. There is also evidence of different neurological functioning associated with SES with regard to different conceptualizations and coding of SES. Further, some of the reviewed studies identified potential mediators to the relationship, such as parenting practices, stress, and IQ. Overall, the findings suggest it is important to consider SES and neighborhood context within neuroscience research and practice.     

文盲文字加工的行为和脑机制

文盲作为一个特殊的被试群体,对其的研究一直备受关注。文盲研究最初集中在文盲的口语加工和语音意识等方面。其后比较关注文盲字词的语音和语义加工。随着脑成像技术的发展,对文盲的文字加工脑认知机制进行了研究,探讨脑功能组织是如何受到早期学习的调制,左侧梭状回在字词识别中的作用及其文盲脑功能偏侧化问题。以后此类研究应关注文盲字词识别学习过程中的脑功能变化和文化认知对认知老化的影响等科学问题。     

想象未来的认知加工成分及其脑网络

合理预期和想象未来事件或场景, 有利于个体做出适应性反应, 促进生存与发展。近年来, 研究者对想象未来的认知加工成分和神经机制进行了深入探讨, 提出了想象未来的相关概念和理论。我们首先概述了想象未来实验常用的思维采样范式和词语-线索范式, 接着介绍了想象未来的自我参照加工、心理场景构建等认知加工成分。此外, 特别介绍了想象未来的默认网络模型以及与之相关的其他大尺度脑网络, 并进一步提出了想象未来的脑网络研究框架。未来的研究可从想象未来的动态脑网络、复杂脑网络以及与疾病的关系等角度入手, 深入探究想象未来的神经机制。     

抑郁症的脑结构与功能异常:来自静息态下多模态脑影像的研究证据

传统单一模态、单一分析方法在揭示抑郁症脑机制上存在较多局限;而新近多种模态、多种分析方法的结合可在一定程度上较好地促进对抑郁症脑功能和结构的全面探索、挖掘,可以更加有效地运用和实施于早期辅助诊断、干预治疗当中。因此,本文首先简要介绍了多种模态下的脑影像指标及其分析技术,而后分别从结构及功能神经影像数据融合等方面,概述了抑郁症脑结构和功能的研究现状,发现抑郁症患者存在诸多脑区及相关环路结构及功能的异常。同时,通过对抑郁症多模态研究现状的梳理和总结,结合我们已有的相关前期研究工作,对未来抑郁症等情感障碍的进一步研究工作提出了一些思考和展望。     

空间导航的脑网络基础和调控机制

空间导航在生活中时刻发生,空间能力衰退是阿尔兹海默症的重要早期表现。早期关于空间导航神经机制的研究主要关注单个脑区的特异性功能,但这些脑区如何交互以整合不同模态的信息支持复杂导航行为尚不清楚。脑成像技术、脑网络建模方法和神经调控手段的发展,为在脑网络水平理解人类空间导航的认知神经机制提供了重要研究手段。本研究试图融合空间导航认知神经机制研究的最新进展,借助脑网络建模、大数据分析、微电流刺激等前沿研究手段,研究空间导航脑网络的关键拓扑属性特征(如模块化、核心节点等),探寻该功能特异性神经网络的重要影响因素和调控机制,并构建空间导航的脑网络理论模型。研究成果将有利于理解人类复杂导航行为的脑网络基础,为阿尔兹海默症等相关认知障碍脑疾病的筛查和诊断提供重要参考。     

Studies on the teleost brain morphology in search of the origin of cognition

Although it is frequently assumed that fish possess only simple brain functions, it is becoming increasingly clear that rather complex cognitive abilities are also found in fishes, in particular teleosts. Further studies in teleosts are thus expected to extend our knowledge of cognition from a comparative point of view. The anatomical substrates responsible for such cognitive abilities, however, remain almost entirely unknown in teleosts, offering little clues to understand the evolutionary history or origins of cognition based on neural grounds. Moreover, a firm conclusion on the homology of the teleostean forebrain, in particular the telencephalon, which is a candidate central structure involved in cognitive functions, still remains to be drawn. The present paper introduces an overview of teleost brain morphology as well as different interpretations on the forebrain homology. With the currently available knowledge, it remains possible that the telencephalon of teleosts includes a neocortical homologue. Further studies to determine the homological interrelationships of different brain structures in diverse animals are important for fruitful advancement of comparative cognitive studies.     

Are sensorimotor experiences the key for successful early intervention in infants with congenital brain lesion?

Living with a congenital brain lesion may have detrimental effects on the ability to do everyday activities, but contrary to acquired brain lesions, people and in particular children, with congenital brain lesions may have limited or no experience of how their bodies work. This absence of experience gives rise to challenges for habilitation of sensorimotor abilities and derived cognitive abilities. How can motor and cognitive abilities be achieved and trained in an individual with no experience of potential abilities? In this article, we aim to review the existing knowledge about the development of sensorimotor integration. Further, we will discuss this knowledge in the light of two neurocognitive theories: embodied cognition and predictive coding. Moreover, using developmental knowledge and theory in combination, we will argue that early sensorimotor development serves as a foundation for later cognitive development. Finally, we try to use these elements in a strategy to make interventions as early as possible, with the purpose of improving sensorimotor and cognitive abilities in children with congenital brain lesions.