视觉词汇加工的动态神经网络及其形成

揭示大脑加工的神经网络机制成为认知神经科学研究的最新取向.本研究以视觉词汇加工脑区(VWFA)的神经功能作为切入点,探讨视觉词汇加工神经网络的动态机制及其形成.研究一考察VWFA在刺激驱动和任务调节下的动态激活,及其与语音、语义脑区所组成神经网络的动态机制.研究二通过跨文化对比以及儿童阅读发展研究,阐明语言经验对视觉词汇加工网络的塑造作用.研究三对比功能网络、静息网络以及白质纤维束联结,探讨视觉词汇加工网络的动态联结及其形成.研究结果有助于建构视觉词汇加工的神经生理模型,为基于脑科学的阅读教学和阅读障碍矫治奠定理论基础,为认知神经科学研究提供了新的思路.     

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。     

孤独症儿童动作发展障碍的神经机制

动作发展障碍(Developmental motor disorders)是孤独症谱系障碍的常见特征。通过系统回顾孤独症儿童动作发展障碍的神经科学研究, 发现γ-氨基丁酸和5-羟色胺浓度的改变及γ-氨基丁酸相关蛋白和Shank蛋白的表达异常不仅会损害中枢神经系统的发育, 而且还能导致突触兴奋性与抑制性失衡, 进而改变孤独症儿童小脑和大脑皮层运动区的功能连接。孤独症儿童小脑、基底神经节和胼胝体结构的改变对全脑的连通性产生了负面影响。神经生化机制和脑结构的异常共同导致了脑功能的异常, 最终造成孤独症儿童的动作发展障碍。此外, 动作发展障碍与孤独症核心症状共同的神经基础主要包括镜像神经元系统紊乱, 丘脑、基底神经节和小脑异常以及SLC7A5和PTEN 基因突变。未来研究需要关注与运动密切相关的其他神经递质, 如乙酰胆碱和多巴胺; 探索动作发展障碍神经网络的动态机制及其形成; 剖析该障碍的神经机制和自闭症核心症状神经机制的相互作用。     

反语认知的神经-心理机制研究及其进展

反语是指使用与本意相反的语句表达本意的修辞形式.从脑损伤者和神经发展异常者(包括精神分裂症和孤独症患者)角度,介绍了反语认知神经心理机制的研究,评述了现有研究并指出未来研究的方向.     

情绪加工的脑时空动态机制

本文综述了罗倩博士及其同事在近年来开展的情绪研究工作。他们通过认知行为和脑成像技术(包括fMRI、MEG), 系统考察了情绪刺激的自动化、优先加工的神经机制, 具体包括三个方面的研究内容：(1)阈下情绪加工(相对于阈上水平)的神经机制; (2)参与情绪加工的脑区之间的动态时空关系及功能联结; (3)情绪与注意之间的交互作用。     

汉字阅读的语义神经回路及其与语音回路的协作机制

从神经网络的角度研究词汇阅读的大脑神经机制, 需要揭示语义和语音神经回路的动态协作机制, 而语义加工神经回路是探讨该问题的一个亟待解决的瓶颈问题。利用汉字表义的独特性, 以形旁语义作用的神经机制为切入点, 计划开展的4个fMRI实验拟探讨汉字阅读的语义神经回路及其与语音回路的动态协作机制。实验1利用多参数相关分析技术, 识别与汉字语义和语音属性相关的功能脑区; 实验2和实验3集中考察形旁语义加工的大脑神经机制, 深入探讨形旁语义作用的实质, 揭示汉字阅读中语义加工的神经回路; 实验4通过建构汉字阅读的动态因果模型, 考察在刺激驱动和任务调节下, 阅读相关脑区联结模式的动态变化, 阐明语义和语音神经回路的相互协作机制。研究结果将从跨语言的角度, 阐明阅读神经网络的内部动态机制, 为联结主义理论提供神经生理方面的直接证据; 并为基于脑科学的教育教学和阅读障碍矫治等实践应用提供理论依据。     

灾后孤儿创伤后应激障碍的发生发展及其认知神经机制

灾后孤儿亲历双重重大创伤, 是创伤后应激障碍(post-traumatic stress disorder, PTSD)的高发群体; 同时, 巨大创伤对其认知功能和行为模式也带来一定程度的影响。本研究拟以灾后孤儿这一特殊群体为研究对象, 考察“PTSD发生发展及其认知神经机制”, 具体如下：(1) 采用序列研究设计, 展开灾后孤儿PTSD流行病学调查, 描述其PTSD发生发展、变化的轨迹和时程特点; (2) 展开横断研究, 考察灾后孤儿认知发展特点, 并通过结构方程模型, 揭示其PTSD发生发展的心理行为机制; (3) 采用眼动和脑电技术展开比较研究, 考察罹患PTSD孤儿的认知神经机制。本研究的研究结果将对今后的灾后孤儿安置及心理援助提供科学建议; 为有针对性地提供心理干预、制定心理干预的总体规划提供科学依据; 力争为今后孤儿的创伤心理的诊断、干预效果评估提供科学客观的指标和方法。     

神经网络研究开辟了认识大脑与思维关系的新途径(续)

三、霍普菲尔德网络与神经计算机近年来各国科学家提出的许多神经网络模型中,以霍普菲尔德命名的Hopfield网络最引人注目.1.霍普菲尔德网络模型与自旋玻璃模型1982年霍普菲尔德提出一种神经网络的数学模型,并研究了该网络的动力学性质.他将神经网络的理论分析与平衡态统计力学及动力系统稳定性分析方法相结合,明确指出,具有对称性联结的神经网络的长期行为与象自旋玻璃那样的无序磁系统的平衡态特性是等价的.这对于获得有关神经网络的联想记忆问题的可解模型提出了理论上的条件.自旋是“基本”粒子的量子化特性之一,与磁性有密切关系.相应地,自旋玻璃则是指一种非晶态磁性材料或磁性系统.这些系统的低温相——自旋玻璃上,在许多方面具有相抵触约束的无序系统中凝聚的原型.在自旋之间具有长程相互作用的自旋玻璃中,能面一能量作为系统状态或自旋位     

生物运动知觉的神经基础

生物运动知觉是视觉运动知觉研究的一个重要领域.分析人类识别生物运动的神经机制,有助于理解人类如何实现远距离的交流、沟通和模仿学习各种复杂的运动行为.众多研究表明,生物运动知觉很可能由一个广泛的神经网络负责,颞上沟、梭状回、舌回和颞中区等脑区对识别生物运动起着关键性作用,其他脑区如杏仁核、小脑、前运动皮层和纹外体皮层等也可能参与其中.一些研究者在综合分析已有实验证据的基础上尝试建立可能的神经模型,典型的代表是等级神经模型和模板匹配模型.两种模型分别从各自的角度阐述了生物运动知觉的加工过程,在一定程度上解释了以往的研究结果,但是也存在一些需要进一步探索和澄清的问题.     

信任的认知神经网络模型

信任是指一方在基于对另一方行为期望的基础上愿意冒一定的风险, 以期在将来得到积极结果的心理过程。近年, 认知神经取向的研究对信任行为引起的特定脑区激活进行了考察, 却忽略了大规模脑网络在信任过程中的整体作用。在总结前人研究的基础上提出信任的认知神经网络模型, 并从认知神经网络视角对信任行为进行解释和整合。在模型中, 信任行为是动力系统、情感系统和认知系统相互作用的结果, 并分别与奖励网络、显著网络、中央执行网络和默认网络等神经网络激活有关。此外, 模型还强调信任行为的反馈机制, 以此构成完整的建构模型。模型阐明了心理系统与中枢神经网络之间的对应关系, 从认知神经角度解释了信任行为发生的心理机制和神经基础。     

不同注意形式调节听感觉门控的神经机制

前脉冲抑制(prepulse inhibition, PPI)是听感觉门控的测量模型, 反映了听觉系统的早期信息选择功能。尽管PPI的主要神经环路位于脑干, 研究发现PPI可以被注意自上而下调节。然而, 已有研究并未区分不同注意(特征注意和空间注意)对PPI的特异性调节, 并且神经机制方面的研究集中于听皮层区域, 仍缺乏对皮层下机制的探讨。在以往研究的成果基础之上, 借助听觉信息加工的双通路模型, 采用行为测量、脑电和脑成像技术, 揭示特征和空间两种注意调节PPI的神经活动在听觉系统中的层次性神经表达。包括1)建立特征注意和空间注意调节PPI的统一行为模型, 考察两种注意调节PPI的时间动态性异同; 2)两种注意调节PPI的脑干分离机制, 即前脉冲刺激包络和精细结构成分加工在注意调节PPI中的作用差异; 3)两种注意调节PPI的关键脑区和脑网络差异。     

功能性近红外光谱技术在说谎研究中的应用

功能性近红外光谱技术(functional near-infrared spectroscopy, fNIRS)是近年来新兴起的一种脑成像技术, 其凭借生态效度高,成本低等优势已成为一种具有广阔前景的测谎技术.研究者使用了被动说谎和主动说谎的实验范式, 验证了fNIRS技术在说谎研究中的可行性和准确性, 揭示了其在探讨年幼儿童说谎行为和真实互动情景中自发说谎行为的神经机制中的优势.未来研究应综合运用多种指标和方法, 考察说谎行为的神经网络, 加强真实人际互动情景下自发谎言神经机制和儿童说谎认知发展神经机制的研究, 这将有助于揭示说谎的本质, 提高测谎效力.     

共情的神经生物基础

共情指个体感知或想象他人的情感, 并部分体验到他人感受的心理过程。共情包括情感共情和认知共情两个独立成分。情感共情的神经网络包括前脑岛(AI)、前扣带回(ACC)以及镜像神经系统(MNS), 认知共情的核心脑区是腹内侧前额叶(vmPFC)。共情的神经网络在个体发展中逐渐成熟并受到认知评价的调节。另外, 催产素和催产素受体基因多态性与共情密切联系。未来应该深入研究躯体感觉皮质在疼痛共情中的作用, 共情和亲身情感体验的神经网络的区别, 开展催产素改善共情缺陷个体的干预研究, 采用脑成像基因技术研究基因多态性与共情神经网络的关系以及提高共情研究范式的生态效度。     

模型方法在神经干细胞研究中的应用

神经干细胞(neural stem cell NSC)是一种终身具有自我更新能力的细胞,其子细胞能分化产生神经系统的各类细胞,这一特性为神经系统各类疾病的治疗带来了新的希望.模型方法是医学研究的基本方法.就模型方法在神经干细胞研究中的应用作一综述有重要意义.     

同一学习中海马不同区的习得性长时程突触增强的形成

本研究探查大鼠分辨学习中海马齿状回(DG)和CA_3区突触效应的变化及其相互关系,以探讨同一学习中海马不同区突触可塑性变化的特点及其相互关系,进一步论证习得性长时程增强(LTP)是学习和记忆的神经基础。发现:(1)穿通纤维的单个刺激可在DG和CA_3同时记录到潜伏期、峰值和波形各异的群体峰电位(PS);在一定范围内PS随刺激强度的增加而增大,但DG的PS增大程度比CA_3的小;据此,检测刺激的强度应选在该范围内。(2)随着行为训练,DG和CA_3区的突触传递同时产生LTP,两者LTP的发展是显著正相关关系(P<0.01),PS峰值同时达到最高水平,且先于分辨反应达学会标准,首次表明在同一学习中大鼠海马的DG和CA_3的习得性LTP是同时产生的。本研究还表明,在慢性实验下同时记录和分析行为学习中海马两个区突触效应的变化及其相互关系是可能的,这给从神经环路角度研究学习和记忆的突触机制提供了有用的模型。     

信息科学与生理心理学的发展

信息科学发端于40年代中期,麦考尔(L·A·McColl)、威纳(N·Weiner)和萨诺(C·E·Shannon)的著作相继问世。虽然这些著作以数学、通讯技术和自动控制理论为基础,但也联系了人和动物的信息交换、社会交际、语言学和心理学等领域中的广泛性问题。40多年来,随着计算机技术的飞快发展及其向各个领域中的渗透,信息科学与生理心理学的关系也越来越密切。我们从三个方面概括地介绍两者的相互关系,即模拟研究与神经网络理论、神经信息的提取和处理以及人工智能领域中的生理心理学研究。     

基于“心理痛苦”理论的眶额皮质介导抑郁症自杀机制

近年来,自杀的心理痛苦三因素模型(包括痛苦唤醒、痛苦体验和痛苦逃避)在临床抑郁症患者群体得到验证。痛苦逃避是该模型的核心成分。行为学研究证据显示,痛苦逃避维度得分对抑郁症患者自杀意念和自杀行为的预测力远高于Beck抑郁问卷得分和痛苦体验得分。由于眶额皮质是介导情绪反应和控制复杂行为的关键界面,主要参与负性情绪引发回避惩罚(痛苦)的动机控制,与动机、决策和行为监控密切相关。眶额皮质及其与前额叶、皮层下结构(扣带前回、杏仁核和下丘脑等)的异常激活模式可能是痛苦体验引发高逃避动机、进而产生自杀行为(风险决策)的重要神经基础。本文在综述以往研究的基础上,提出通过改编和发展情感激励延迟和金钱激励延迟的认知任务,对痛苦体验和痛苦逃避动机阶段进行时间上的分离,建立眶额皮质介导抑郁症自杀的脑功能病理模型的研究思路。     

人际互动中社会学习的计算神经机制

人类在社会互动中通过他人的行为对他人特质、意图及特定情境下的社会规范进行学习, 是优化决策、维护积极社会互动的重要条件。近年来, 越来越多的研究通过结合计算模型与神经影像技术对社会学习的认知计算机制及其神经基础进行了深入考察。已有研究发现, 人类的社会学习过程能够较好地被强化学习模型与贝叶斯模型刻画, 主要涉及的认知计算过程包括主观期望、预期误差和不确定性的表征以及信息整合的过程。大脑对这些计算过程的执行主要涉及奖惩加工相关脑区(如腹侧纹状体与腹内侧前额叶)、社会认知加工相关脑区(如背内侧前额叶和颞顶联合区)及认知控制相关脑区(如背外侧前额叶)。需要指出的是, 计算过程与大脑区域之间并不是一一映射的关系, 提示未来研究可借助多变量分析与脑网络分析等技术从系统神经科学的角度来考察大尺度脑网络如何执行不同计算过程。此外, 将来研究应注重生态效度, 利用超扫描技术考察真实互动下的社会学习过程, 并更多地关注内隐社会学习的计算与神经机制。     

拖延行为的认知神经模型及干预

拖延是一种普遍存在, 具有跨时间和跨情景稳定性的问题行为, 它会危害到人们的学习、工作和身心健康。然而目前拖延行为的认知神经机制仍不清晰, 且缺乏因果证据, 本项目拟从拖延的时间决策模型和三重神经结构网络模型出发, 构建拖延的认知神经模型, 并利用认知干预和神经调控技术, 检验和完善拖延行为的认知神经模型, 进而试图制定拖延的精准化干预方案。本项目分为3部分：(1)从记录与关联研究的视角出发, 利用多模态神经影像方法系统考察拖延行为的认知神经机制; (2)从因果/近因果研究视角出发, 利用认知干预和神经调控技术, 验证并完善拖延的认知神经模型; (3)从临床应用的视角出发, 建立拖延行为障碍的临床筛查-诊断体系, 并制定精准化治疗方案。本项目的开展对于探明拖延产生的核心认知神经机制具有十分重要的理论贡献, 同时对于拖延行为的有效预防和精准治疗具有重要的现实意义。     

正念冥想对情绪的调节作用:理论与神经机制

正念冥想可调节个体的负性情绪、促进个体正性情绪,对于心身疾病具有显著的干预效用.正念冥想的再感知模型、正念应对模型、推动性上升螺旋模型以及正念情绪调节模型都强调了正念冥想对情绪的调节作用.认知神经科学的研究发现,正念冥想可促进左侧前额叶脑区激活增强,涉及的脑区主要包括背外侧前额叶皮层(DLPFC)和背内侧前额叶皮层(DMPFC).研究者进一步发现,正念特质是通过改善前额叶对边缘系统反应的调节来实现对情绪的调节作用.而且,这种调节作用还有可能体现为通过冥想训练分离联结在一起的两种自我参照神经机制,从而加强体验性神经机制.另外,研究者还发现,正念冥想训练还可以改变与情绪加工相关的大脑结构.进一步澄清冥想训练与大脑偏侧化的关系和不同类型被试之间的比较研究将成为该领域日后研究的重点.