局部元素的知觉组织调制整体知觉的神经机制

先前的行为研究表明, 局部元素组织成复合刺激的方式会影响复合刺激的整体知觉. 本文研究局部元素通过不同的知觉组织(相邻性和形状相似性)形成整体图形时, 加工复合刺激整体和局部性质的神经机制. 复合刺激分别呈现于黑背景(实验一)或由“+”字图形组成的背景(实验二)中, 要求被试判断整体图形或局部图形的封闭性, 同时使用fMRI测量与复合形状的整体/局部性质加工相关的神经活动. 在实验一中, 整体性质加工激活中央枕区皮层; 而在实验二中, 整体性质加工激活右侧下颞叶、上顶叶、下额叶以及左侧顶下回的皮层. 在实验一中与局部性质加工相关的神经活动主要在右侧颞上回, 在实验二中则观察到左侧后部顶下回的显著激活. fMRI结果提示, 局部元素按照不同方式进行知觉组织时, 整体知觉由不同的神经机制完成.     

汉语语义加工的相关脑区

利用无创伤的脑功能成像方法研究了正常中国人在进行汉语语义加工时所激活的脑区. 根据传统理论, 语义加工与语言的输入通路无关, 因此, 分别进行了视觉和听觉语义加工的脑功能成像研究, 通过寻找两条通路的公共激活区域来确定汉语的语义加工脑区. 结果显示, 左侧大脑半球的额下回、颞上回后部与缘上回的交界处、颞下回后部及梭状回; 右侧大脑半球的颞中回、颞上回后部及其相邻的缘上回; 双侧小脑和枕叶的腹外侧部等, 可能与汉语的语义加工有关. 研究结果为进一步研究各脑区在汉语语义加工中的作用提供了重要参考.     

相似性组织条件下复合图形加工的事件相关电位研究

视觉信息加工的核心问题之一是整体性质和局部性质的关系问题.特征分析思想认为视觉系统首先加工图象的局部性质,然后才加工其整体性质.与此相反,Navon根据被试对复合刺激中大图形较快的反应速度以及大图形对小图形较强的干扰作用提出了大范围优先性理论,认为大范围整体性质的处理早于局部性质的处理,这对特征分析思想提出了有力的挑战.但后来的研究者在不同的条件下既观察到复合图形中大刺激的加工优势,也观察到小     

视觉和听觉通道情绪知觉加工的神经机制及其异同

通过功能核磁共振(functional magnetic resonance imaging, fMRI)技术,采用情绪知觉的判断任务,探究了视觉与听觉情绪知觉加工的神经机制及其异同,进一步揭示跨通道情绪知觉加工的多重感觉皮层的脑区定位.我们选用含有恐惧、高兴或悲伤情绪的面孔和声音刺激作为实验材料,使用事件相关设计考察每种刺激诱发的激活.激活强度分析的结果显示:情绪类型主效应显著的区域主要体现在左侧额下回岛盖部,表明其作为视-听跨通道情绪知觉的皮层,是视觉和听觉情绪知觉的共同通路,且对于负性情绪,尤其是恐惧情绪刺激最为敏感.基于多体素模式分析(multi-voxel pattern analysis, MVPA)的结果发现:右侧颞上沟的激活模式能区分高兴、悲伤、恐惧的面孔,表明其对不同情绪效价的面孔知觉有重要作用;右侧梭状回面孔区的激活模式能够区分高兴和悲伤的面孔,表明其对于积极-消极情绪面孔知觉具有重要意义.本研究为深入理解人类不同通道情绪知觉的加工过程及跨通道情绪知觉的多感觉皮层提供了重要的证据和支持.     

注意焦点周围区域的抑制效应及其神经机制:来自稳态视觉诱发电位的证据

采用稳态视觉诱发电位探讨了注意在空间上的分布.稳态视觉诱发电位是由闪烁刺激引起的大脑视觉皮层的电位变化,具有与闪烁刺激相同的基波.本研究中,我们呈现2个闪烁刺激(方块),一个是目标刺激,另一个是干扰刺激;前者呈现在屏幕的中央位置(该位置上呈现字母序列),后者呈现在其左侧或者右侧,要求被试探测字母序列中的目标字母.实验中操作2个闪烁刺激之间的距离.结果表明,干扰刺激产生的稳态视觉诱发电位的振幅在最靠近注意焦点时得到增强,在较远时得到了抑制.但是,当干扰刺激处于更远的位置时,其振幅又有所恢复.同时,由目标闪烁刺激所产生的稳态视觉诱发电位的振幅在3种距离的情景下保持不变.因此,本研究认为在传统的注意"聚光灯"周围存在着抑制的区域.另外,稳态视觉诱发电位的实验范式为研究注意的抑制机制提供了新的途径.     

骨骼肌运动神经元募集活动的区域性与针刺感传的关系

在电解法去大脑猫的小腿内侧腓肠肌 (MG)上分别利用局部牵拉和针刺这两种性质不同的局部机械刺激 ,研究其运动神经元池的募集特性 ,发现 :(ⅰ )募集具有明显的区域性 ,在较小的刺激强度或刺激施加的较短时间内 ,募集只发生在支配受刺激区的运动神经元上 ;(ⅱ )随着刺激强度或者刺激时间的不断增加 ,募集活动向支配未受刺激的邻近和远处肌区的运动神经元按顺序扩布 ;(ⅲ )肌区神经支配和对局部刺激的顺序反应特性与针刺作用下针感传导现象具有相似的生理学性质 .     

字谜解决中的“啊哈”效应: 来自ERP研究的证据

通过学习-测试的两阶段实验范型, 采用事件相关电位(ERP)技术探讨了顿悟问题(字谜)解决中“啊哈”效应的脑内时程动态变化. 结果发现, 在300~350 ms内, “猜中”比“再认”字谜诱发出一个更加负性的ERP成分(N350), 主要激活了额中部脑区; 在600~700 ms内, “猜中”比“再认”字谜则诱发出一个更加正性的晚期ERP成分(late positive component, LPC), 主要激活了前额部. 对差异波(猜中-再认)进行偶极子溯源分析, 结果显示, N350可能起源于扣带后回(BA23)和额下回(BA47); 而随后的LPC则可能起源于右侧海马旁回(BA34).     

工作记忆与选择性注意的交互作用

采用事件相关电位(ERP)技术研究了工作记忆与选择性注意的相互关系. 实验使用两个不相关的工作记忆任务和选择性注意任务, 要求被试同时完成. 结果显示, 选择性注意任务的一致和不一致刺激均诱发出N400成分, 并在500 ms处到达最大值. 不一致刺激的N400要比一致刺激的更为负走向, 即选择性注意任务中的一致与不一致刺激表现出语义N400的差异. 在顶区, 工作记忆负荷对选择性注意的N400有显著影响. 工作记忆提取的ERPs在中央区和顶区存在工作记忆负荷的主效应, 高负荷任务在刺激出现后350~550 ms比低负荷任务的ERPs更为正走向, 但是工作记忆信息的提取不会因选择性注意任务中刺激类型的不同而表现出差异. 结果表明, 虽然工作记忆对选择性注意中的分心物抑制不起决定性作用, 但工作记忆作为选择性注意的一种加工背景会对其产生影响; 选择性注意中目标和分心物的一致性程度不会影响工作记忆的提取.     

编码和提取对项目+背景捆绑机制的影响

采用事件相关电位(ERP)技术考察了情景记忆编码和提取对语义表征和颜色背景“捆绑”神经机制的影响. 15名大学生被试参与实验, 以汉字为刺激材料, 采用学习-测验(背景回忆和背景再认任务)研究范式. 数据处理采用事件相关的EEG时频分析、相干分析和独立成分分析(ICA). 结果表明, 比较编码中项目+背景与项目条件, 时频分析得到两者之间的差异集中于额区, 时程为600~800 ms; 独立成分分析得到的额区成分说明, 2个条件的差异发生在800 ms; 相干分析得到前额、右顶和左顶-枕区电极的三角形相干结构, 2个条件的差异发生在800 ms. 比较提取过程的项目+背景与项目条件, 时频分析得到两者之间的差异集中于中央顶区和顶枕区, 发生在400 ms; 独立成分分析得到顶枕部脑区成分, 2个条件的差异发生在800 ms; 相干分析得到右半球前部和顶枕部脑区电极的相干成分, 2个条件的差异发生在1400 ms. 研究结果证实, 编码和提取对“捆绑”的影响不同, 这种影响体现在不同脑区参与认知神经活动的程度不同. 尤其证实了在提取过程中, 顶枕部脑区活动是“捆绑”的特异性活动; 额-顶枕部相干活动是情景记忆中“捆绑”过程普遍存在的大脑活动.     

含机构位移模式的超材料低频宽带波动控制

基于谐振微结构的超材料普遍存在有效工作带宽狭窄和工作频率位置受谐振子质量控制的问题,严重制约了弹性波超材料的应用推广.本文通过将机构位移模式引入超材料中,设计了由圆盘连杆机构组成的机构超材料,研究了其零频负刚度和双各向异性.通过同时引入机构位移模式和内部阻尼,在不增加整体质量的前提下,实现了局域谐振超材料的低频宽带振动控制.本文的研究探索了机构超材料中局部机构位移与整体超低频波动强耦合的机理,为工程结构的宽低频波动与振动控制提供了理论基础与设计指导.     

上下视野不对称性的事件相关电位

利用事件相关电位(ERP)研究上下视野在电生理反应上和注意上的不对称性. 实验采用目标检测任务. ERP早期成分的结果显示, 与上视野刺激相比, 下视野刺激在枕顶区诱发出较小的P1和较大的N1; 而ERP晚期成分(N2和P3)则没有表现出上下视野的差异. 此外, P1成分的注意增强效应在上视野表现的比在下视野更大. 这些结果提示, 上下视野的功能差异不仅体现在早期的视觉信息处理上, 还体现在对早期视诱发的注意调控上.     

视觉工作记忆内容维持的大脑神经机制

视觉工作记忆指短暂维持不在视域内信息并进行活跃认知加工的过程,在人类高级认知活动中具有极其重要的作用.但是,目前关于人类大脑在视觉工作记忆维持阶段对多特征复杂客体(例如,面孔信息和房子信息)信息的认知加工机制还没有得到深入的研究.另外,对不同的客体信息进行维持是否对应不同的认知加工模式,以及视觉工作记忆维持阶段负荷效应的神经基础还没有得到广泛的研究.因此,本研究从面孔信息和房子信息的视觉工作记忆任务出发,采用行为实验和功能核磁共振技术探究视觉工作记忆维持阶段中对不同记忆内容的行为表现、大脑激活强度、视觉皮层解码机制及其负荷效应,为大脑功能方面对于视觉工作记忆内容的表征提供具有价值的影像学依据.研究结果表明,被试在对复杂客体的视觉工作记忆任务中表现出视觉工作记忆容量的有限性和负荷效应,可以通过双侧海马旁、双侧顶内沟的激活强度和V4、双侧梭状回、双侧颞上沟的信息解码正确率区分视觉工作记忆维持内容.另外,双侧壳核的激活强度则体现了视觉工作记忆负荷效应.     

Science Bulletin 2016年第4期中文概要

正预存记忆表征对重复启动N250r和N400的调节聂爱情,叶景恒,李旻烨已有研究显示,面孔重复启动引起的N250r和N400成分为其预存表征所调节.然而,目前鲜见立即重复至3 min间重复间隔条件的相关报道;同时,不同预存记忆表征对重复启动的调节作用也未见报道.为此,本研究探讨了1.5 min左右间隔条件下预存记忆表征对面孔和字符激活成分的调节.结果显示,名人面孔和真字均记录到显著的前额N250r和前额N400;不熟悉面孔仅记录到中央-顶区N400;非字关联的成分边缘显著.说明N250r可持续到1.5 min;额区N250r和额区N400均为预存记忆表征所调节.     

作用于大脑食欲开关的大麻

<正>吸食大麻可能会使人产生一种对薯片的向往,而对这一现象的解释则不仅仅涉及到那些沉溺于大麻的人。这对于从事如何刺激或抑制食欲研究的科研人员来说,大麻素CB1受体理应是他们的研究对象——即突如其来的饥饿感是由神经元释放的荷尔蒙触发引起的。当抗恶心呕吐药物屈大麻酚(大麻的一种成分)激活时,CB1受体会促使一种可引发饥饿感的荷尔蒙的释放。而抑制CB1受体活性被认为有助于减肥,但研究者迄今仍无法完全理解这种由CB1受     

视觉分类的时间过程: 事件相关电位提供的电生理证据

视觉分类是来自视觉刺激的传入特征集与源自概念知识的预期特征集之间的相互作用过程, 包括匹配提取加工和冲突抑制加工. 本研究采用事件相关电位(ERP)探索视觉分类的时间过程. 结果表明, 预期特征集越大则N1波幅越大, 显示出预期特征集对注意的调节效应; 当预期特征集大于或等于2时, 引出了明显的N2成分, 显示出预期特征与传入特征不一致时的冲突效应; 类别判断在晚正成分(late positive component, LPC)成分上有明显反映, LPC对冲突刺激的抑制加工也相当敏感. 分析表明, 视觉分类加工的时间过程如下: 选择性注意、特征知觉、特征匹配/提取、类别判断/冲突抑制, 其中类别判断是分类的核心过程, 但前3个子过程构成了分类的基础. 本研究结果支持高水平分类加工主要反映在LPC上的结论.     

场独立-场依存认知风格影响创造性思维的大脑功能基础

采用镶嵌图形测验、托兰斯创造性思维测验,探讨了场独立-场依存认知风格与创造性在大脑功能基础方面的联系.首先,采用功能磁共振技术(functional magnetic resonance imaging, f MRI)计算西南某高校414名大学生被试的度中心性(degree centrality, DC),然后与创造性思维进行回归计算,最后将得到的脑区与认知风格、创造性思维进行中介效应分析.结果发现,创造性思维与大脑静息态度中心性之间呈现正相关的脑区为右侧颞上回、右侧前扣带回、左侧颞上回、右侧额中回和左侧壳核,其中右侧前扣带回、右侧额中回的度中心性在认知风格和创造性思维上存在部分中介效应.前扣带回和右侧额中回是认知控制的关键脑区,因此本研究推测场独立-场依存认知风格有部分路径通过认知控制从而影响了创造性思维,即认知风格更偏向场独立的个体,认知控制能力可能会更好,更能够排除无关信息进而集中注意力,拥有更高的认知灵活性,从而能够在创造性思维的测验中获得更好的成绩.这些发现有助于从大脑功能基础的角度来加深对场独立-场依存认知风格和创造性之间复杂关系的理解.     

次级运动区参与外源性触发的利手和非利手单指运动

次级运动区是否参与简单随意运动是一个颇有争议的问题, 而利手和非利手运动脑结构基础的差异至今未阐明. 用功能磁共振成像(fMRI)方法, 观察了6名健康右利手受试者在进行视觉信号提示的利手和非利手食指单次按键运动时, 初级运动皮层(M1)以及辅助运动区(SMA)和前运动皮层(PMC)等次级运动区的局部血氧代谢. 结果显示, 在上述外源性触发的简单随意运动中M1, SMA和PMC均有明显激活, 但利手运动主要激活对侧脑区, 而非利手运动则进一步激活了同侧SMA和PMC. 这些结果不但为次级运动区参与外源性触发的简单随意运动的假说提供了可靠的实验证据, 而且进一步说明, 利手运动主要依赖于对侧次级运动区, 而非利手运动则需要双侧次级运动区的参与.     

幸福感的静息态功能磁共振成像低频振幅

人人都想得到幸福,但并不是每个人都有相同的获得幸福的能力.对于幸福个体差异这一重要而又有意义的问题,以往很少有研究来探索该问题的神经起源.本研究采用静息态功能磁共振成像中的低频振幅(amplitude of low frequency fluctuations,ALFF)技术,以159名健康大学生被试为对象,研究了幸福感与大脑自发神经活动之间的关系.结果发现,额叶、顶叶以及部分皮层下区域的ALFF值与幸福感有紧密关系.具体地说,左、右侧眶额皮层和左侧背外侧前额皮层,以及右侧尾状核的ALFF值随着幸福感的增加而升高,并且这些区域的ALFF值都与情绪有显著相关.相反,右侧中扣带皮层,左侧顶上沟以及双侧楔前叶的ALFF随着幸福感的增加而降低.这些区域的ALFF值不仅与情绪有关,而且还与沉思的倾向有关系.这些大脑区域的ALFF值与幸福感的关系可能表明了高低幸福感个体在自我反思、奖赏加工、情绪调节等能力上存在显著差异.     

视觉意识相关的ERP成分及研究简评

关于人类意识(尤其视觉意识)的研究越来越多,其中包括各种实验范式(如掩蔽、双眼竞争、注意瞬脱、变化视盲等)与研究方法(如行为实验、ERP以及fMRI).本文主要对使用ERP(事件相关电位)技术考察视觉意识的研究进行综述,并对视觉意识相关的ERP成分进行简要介绍.众多研究发现,主要有3个ERP成分与视觉意识相关,即P1,"视觉意识负波"(VAN,刺激呈现大约200ms之后出现的一个负波)和晚期正成分(LP)或者P3(刺激呈现大约300ms之后出现的正成分).在这3个成分上,意识到的刺激都比未意识到的刺激所诱发波形的波幅更大.本文简要介绍了一些相关研究,并从不同注意成分与意识的关系、C1成分与意识、高层次意识的ERP研究、影响视觉意识时间进程的因素等角度,对未来的研究方向提出了一些设想.     

CB促微丝解聚对cAMP-PKA信号通路的作用

细胞内第二信使双酰甘油(DG)和环腺苷酸(cAMP),在对外界信号的应答反应中起重要作用.DG激活蛋白激酶 C(PKC),cAMP激活蛋白激酶A(PKA),引起一系列靶蛋白磷酸化级联反应,调节细胞的增殖、分化和其它生理功能.我们曾发现,细胞松弛素B(CB)不仅改变微丝(MF)组装,并能刺激DG-PKC信号通路.有文献报道,在 G_0至S期早期,cAMP-PKA信号通路的激活对肝细胞的增殖具有促进作用,而这两种信号通路可能通过PKC的作用加以偶联,即PKC可通过磷酸化Gi蛋白激活cAMP-PKA信号通路.MF组装