欺骗的认知神经网络模型

欺骗是一种当事人有意试图让他人相信某种错误信念,从而为自己或他人获取利益或规避损失的心理过程.已有的研究为揭示欺骗的神经机制提供了启示,但欺骗这一复杂行为中大规模脑网络的整体性作用尚未得到足够的关注.本文总结了欺骗的相关理论和研究,以及欺骗行为涉及的认知和情感加工过程,并在此基础上提出了欺骗的认知神经网络模型.该模型中,欺骗行为产生于动力系统、情感系统、认知系统和执行系统之间的动态交互过程,而奖赏网络、突显网络、中央执行网络和默认网络的激活和相互作用是其背后的神经基础.模型建立了欺骗相关的研究和理论、心理过程、心理功能、脑区与神经网络之间的联系,并有望对欺骗行为及其神经机制作出更为整体性、系统化的解释.     

电针家兔督脉“穴位”对脑干中缝核及其邻近部位单胺类神经介质的影响

临床实践证明,电针“脊中”穴对下腹部手术的病人有良好的肌松和镇痛作用。为此,我们模拟临床电针“脊中”穴的方法,选用家兔作为动物模型,同时测定脑中缝核及其邻近部位的单胺类神经介质5-羟色胺(5-HT)和去甲肾上腺素(NA)的含量。这     

去甲肾上腺素与氯丙嗪的协同作用

脑电生理研究表明,氯丙嗪能对抗儿茶酚胺对脑电的激活反应。有些学者并作为根据之一来推论氯丙嗪的作用机制。如Brodie B. B. 1959年提出:氯丙嗪的安定作用,可以认为是阻断了脑中去甲肾上腺素的作用,从而抑制了促活动系统。但是有的药物对脑电与行为的影响并不完全一致,而存在脱节现象。肾上腺素也有类似情况,动物在深度抑制时,脑电图却呈现激活波型。本文采用防御性条件反射方法,并结合动物外表行为观察去甲肾上腺素与氯丙嗪的合并效应。实验分二部分进行。     

脑功能理论的当代发展和前沿研究计划

21世纪以来,研究人员逐渐揭示出人脑前额叶特别是内侧前额叶的认知功能,脑内的社会镜像神经元系统以及默认网络.这些发现,扩展了20世纪关于经典特异神经通路和网状非特异系统的概念,认识到人脑含有4类机能解剖系统.除了并行协同工作的特异系统和网状系统外,人脑还有以180°相位差交替转换式活动的默认网络和社会认知网络.在所概括的4条神经信息处理机制中,由于自然脑进化的遗传保守性,人脑和动物脑共性大,而与电脑间存在本质差异.人脑功能的独特性体现为社会属性和生物属性高度融合的巨复杂性、四层次性及其包容性.本文简要介绍了脑连接组计划、脑活动图计划和中国脑计划,希望能引起人们关注人脑、动物脑和电脑的共性和本质差异,以便更正确地对待脑科学和人工智能领域的研究成果.     

酒精和去甲肾上腺素引起的蟾蜍谢切诺夫抑制

伊万·米哈伊洛维奇·谢切诺夫于1862年发现中枢抑制, 表明刺激蟾蜍间脑或延髓会引起反射抑制, 但其分子机制尚待阐明. 本研究依照谢切诺夫抑制实验, 用酒精和去甲肾上腺素(noradrenalin, NA)以及其他神经递质刺激蟾蜍间脑, 发现急性施加酒精或去甲肾上腺素与谢切诺夫抑制相同, 会兴奋间脑并引起屈腿反射时的延长. 结果表明, α-肾上腺素受体应参与了中枢抑制的过程, 揭示急性施加酒精引发反射抑制的可能机制.     

阿尔茨海默症患者额顶叶控制系统脑网络异常

阿尔茨海默症(AD)是一种严重的神经退行性疾病,临床上以工作记忆障碍、失用、失语、执行功能障碍等认知功能的损害为表现特征.功能核磁共振(f MRI)技术作为一种新兴技术,被广泛应用于大脑以及各种神经退行性疾病的研究中.利用f MRI技术,人们发现大脑中存在着一些长程大尺度的功能脑网络,比如运动感觉网络、默认模式网络、背侧注意网络、执行网络、突显网络等.其中,执行网络与突显网络作为额顶叶控制系统的两个子网络参与包括执行功能、工作记忆、显著过程处理等与AD密切相关的认知生理活动.本研究招募了35名正常老年人作为正常对照(NC)、20名遗忘型轻度认知障碍患者(a MCI)、25名阿尔茨海默症患者作为被试,研究额顶叶系统在阿尔茨海默症中的异常改变.我们发现在额顶叶控制系统内的功能连接(FC)与其他网络的功能连接均出现了不同程度损害,结果表明执行网络在轻度认知障碍时期已经表现出功能损害而在进入AD时期后进一步加重,这与疾病的行为学表现一致;而突显网络在a MCI组中会出现功能连接的增强现象,这可能显示了一种与其他脑网络不同的受损模式.     

“基因-脑-环境-行为”框架下创造力与精神疾病的关系及大数据背景下的研究展望

创造力是人类心理机能的高级表现.迄今为止,已有相当多的证据表明高创造力人群罹患精神疾病(尤其情感障碍和精神分裂症谱系疾病)的风险高于一般人群.探索创造力和精神疾病的关系进而探讨创造力的本质和个体心理机制成为创造力研究的热点之一.但时至今日关于两者关系的认知神经机制和基因机制尚未完全明晰.本文结合行为、神经影像学和遗传学的研究证据,梳理和评述了有关创造力和精神疾病关联的实证研究和若干理论观点,系统探讨了创造力和精神疾病的深层关系.未来研究应加强创造力与精神疾病关系的理论整合与构建,并利用影像遗传学方法及大数据方法,在"基因-脑-环境-行为"的框架下,从微观、中间和宏观层次开展多层面、多学科的交叉整合研究,同时加强对亚临床人群的多中心联合、大样本研究并尝试纵向研究设计,以更深入地对创造力与精神疾病的关系、影响因素及深层生物学机制进行探索.     

基于个体差异的大样本脑影像数据在心理学研究中的应用

心理学研究通常借助认知神经科学的技术手段,揭示人格、认知以及情绪等心理结构的脑机制.然而,以往的研究结果通常会受到被试样本量较小、实验设计和数据分析技术的制约.同时,个体在行为反应、认知或情绪加工中所表现出的个体差异也容易被忽视.人类的行为活动是基因、脑和环境相互融合、相互关联统一的有机过程.因此,调查个体成长的相关环境因素和生活经历,并收集相关的人格、情绪和认知等大样本化的行为、多模态脑影像数据,有利于从个体差异的角度探讨:(1)人格特质个体差异的神经基础;(2)情绪相关的个体差异的神经基础;(3)认知能力的神经基础;(4)建构环境-人格-大脑-行为反应相互关联的预测模型.本文选择性地阐述近期国内外一系列探讨大样本脑影像与行为之间关系的研究,从个体差异的角度探讨行为活动、人格、情绪以及认知能力的神经基础.     

无创式脑调制的神经效应研究进展

无创式脑调制(noninvasive brain modulation,NBM)技术是基于电磁感应原理,采用电场或磁场以非侵入的方式刺激中枢神经系统(central nervous system,CNS),进而改善脑功能.现在,它不仅是诊断和治疗神经精神疾病(neuropsychiatric disorders)的一个有效手段,同时也是研究脑生理和脑功能的常用工具,此外在探索认知、情感、记忆和语言等方面也有着巨大的应用价值.虽然,NBM技术在认知神经科学、神经生理学及神经精神病学等各个领域被广泛成功的应用,但是它对脑功能和CNS的调节机制目前还不清楚,这严重地限制了该类技术的进一步应用以及研发.NBM技术作用的共同规律是通过在脑组织周围产生感应电场来调节相应脑区的神经活动.因此,明确不同电场作用下神经元放电活动的演化规律以及相应的发生机制是揭示NBM技术神经调节机制的关键.本文首先介绍了NBM在神经科学中的应用现状,然后对近年来有关电场神经调节效应的研究成果进行了综述,包括电生理实验和计算模型仿真,最后对未来的研究方向进行了展望.     

肠道菌群影响宿主行为的研究进展

肠道内定植了数量众多、种类丰富的肠道菌群,它们和宿主间形成了互利共生的关系,对宿主的健康产生着重大影响.近年来,随着对肠道菌群调控作用研究的不断深入,发现肠道菌群不仅调控肠道活动,还影响宿主的脑功能和行为.肠道菌群通过肠-脑轴调控宿主行为,而肠-脑轴是由免疫、神经内分泌和迷走神经途径构成的肠道和脑之间的交流系统.动物研究(无菌动物、肠道病原菌感染以及抗生素和益生菌处理动物)和临床观测结果表明,肠道菌群通过肠-脑轴对宿主的应激反应、焦虑、抑郁和认知功能产生重要影响.平衡的肠道菌群可以促进宿主的身心健康,而肠道菌群失调则可能引发肠-脑疾病(如肠易激综合征、炎性肠道疾病和肝性脑病)和中枢神经系统疾病(如多发性硬化症、阿尔兹海默症和自闭症等).深入了解肠道菌群对宿主行为的影响,有助于更好地理解肠易激综合征和多发性硬化症等的发病机理,并认识到调节和恢复正常肠道菌群的安全有效措施(补充益生菌)是治疗精神心理疾病的重要组成部分.     

创造性的大脑网络连接特征与研究展望

创造性是人类智慧的重要体现,其复杂的认知加工依赖于多个脑区的相互作用而非受单一脑区的调控.人脑连接组学的发展为深入揭示创造性的脑网络基础提供了可能,创造性的脑机制研究也正逐渐从局部脑区拓展到脑网络连接层面.功能网络研究表明,默认网络、突显网络、额顶控制网络的协作模式在创造性思维各阶段发生着动态变化;这些网络在静息状态下的功能协作也与创造性有密切联系,高创造性个体的大脑自发性神经活动具有灵活易变的特点.结构网络的证据进一步确认了默认网络与额顶控制网络分别负责不同类型的创造性认知能力,如远距离概念的检索生成与组合评估.基于创造性思维的双加工模型,已有研究认为,默认网络主要通过自发性联想在记忆系统中检索和提取新颖信息,控制网络负责根据任务要求对当前观点进行评估和选择,突显网络可能根据联想内容的新颖性负责默认网络和控制网络之间的灵活转换.未来研究需要不断整合创造性领域的数据资源,确定创造性的主要成分及对应的测评工具,结合多模态脑影像揭示创造性的功能网络动态协作模式及结构网络的独特作用,并利用多组学多模态的大数据优势实现对个体创造性水平的精准预测评估,探索创造性培养的有效途径和大脑可塑性机制.     

抑郁症相关的认知与情绪系统脑网络异常

对周围的情境有正常的认知及产生相应的情绪对于人类社会交往有重要意义.与健康人群相比,抑郁个体却对情境有着减弱的认知加工及过强的情绪加工,这反映了大脑中认知及情绪网络功能上存在异常.以脑功能磁共振成像为研究手段,近年来对抑郁症脑机制的研究逐渐增多.这些研究在认知、情绪以及二者交互作用3个方面集中显示了额叶-边缘系统的功能改变.其中,情绪网络异常主要体现在杏仁核和脑岛,并涉及5-羟色胺转运体基因型与抑郁症之间的关系;认知网络异常主要体现在执行控制和默认网络;而抑郁症对二者交互作用的影响则主要体现在杏仁核和背外侧前额叶.了解归纳与抑郁症相关的认知和情绪脑网络异常能够为将来进一步揭示抑郁症发生的神经机制奠定基础,同时为更加深入的研究提供线索.     

从群体到个体脑功能网络的分割及应用

脑成像研究显示,人的心理过程和认知行为是复杂多样的.认知功能定位并不局限于某一特定脑区,而是与脑功能网络密切关联.近些年,基于图论的分析方法推动了对脑功能网络的认识.功能磁共振最新研究发现,脑功能网络具有较大的个体差异性;它主要表现在不同功能网络分布空间和连接程度上的差异.因此,在个体水平上进行功能网络的分割和定位十分必要.相对于任务态,静息态功能磁共振具有实施方便、结果稳定性高等优点,是比较常见的功能网络的构建基础.本文着重介绍了不同的基于静息态数据进行的功能网络分割方法,主要包括聚类分析方法以及独立成分分析方法.在此基础上,又进一步阐释了个体功能网络分割方法以及研究进展.随后,从进化论的角度,本文认为脑功能网络在个体间存在差异的原因主要是由于人脑不同区域演变的不同程度以及高级认知需要导致的.最后,介绍了利用个体间脑功能网络差异的临床应用,以及对未来认知神经研究的展望.     

抑郁易感性因素的神经机制

抑郁症是一种常见的精神类疾病,导致其发病的影响因素众多,但其神经机制尚不清楚.本文首先回顾了与抑郁易感性有关的认知理论,包括Beck提出的认知模型理论以及Abramson提出的抑郁无望理论模型.其次,从遗传因素、外部环境因素以及个体心理因素3个方面阐述了易感性因素对抑郁影响及其作用的神经机制.最后,基于认知神经科学的现状和局限性并结合抑郁研究现状,提出了抑郁研究可能面临的挑战和对未来研究展望.具体而言,未来研究应从统计建模的角度出发,整合基因-脑影像-行为大数据,先从横向研究角度比较探讨和分析抑郁形成的各种影响因素,建立有效的因素模型;再从纵向跟踪的角度探明各种易感因素在抑郁发生中的作用机制,建立抑郁的预测模型;最终实现基于基因-脑影像-行为大数据的融合,从而对抑郁的发生和发展进行有效的预测和早期干预,降低抑郁症的发病率.     

痛信号对痛反应阈和脑内去甲肾上腺素与5-羟色胺含量的影响

有关情绪活动与单胺类神经介质关系的研究已有很多报道。在人身上进行的研究表明,人在情绪激动吋尿中排出的儿茶酚胺及其代谢产物即增多。动物实验中,发现动物在急性应激、伪怒等情况下脑内单胺类神经介质尤其是儿茶酚胺也有一定变化。多数研究表明,在急性应激状态时动物脑内去甲肾上腺素含量降低。本文试图通过用大白鼠建立痛条件反射的方法,使动物处于某种情绪状态下,探索其对痛反应阈(以下简称痛阈)及脑内单胺类神经介质含量的影响。     

人脑连接组研究:脑结构网络和脑功能网络

人脑是自然界中最复杂的系统之一,在这个系统中,多个神经元、神经元集群或者多个脑区相互连接成庞杂的结构网络,并通过相互作用完成脑的各种功能.近年来,结合基于图论的复杂网络理论,研究者们发现利用结构和扩散磁共振成像数据构建的脑结构网络以及利用脑电图/脑磁图数据和功能磁共振成像数据构建的脑功能网络具有很多重要的拓扑性质,如"小世界"属性、模块化的组织结构以及主要分布在联合皮层上的核心脑区(如楔前叶、额上回、额中回).另一方面,研究者发现许多神经精神疾病(如阿尔兹海默病和精神分裂症等)与脑结构和脑功能网络的异常的拓扑变化有关,这些研究不仅为理解神经精神疾病的病理机制提供了新视角,也可能为疾病的早期诊断和治疗评价提供脑网络影像学标记.本文以人脑结构和功能连接网络的研究为重点,介绍了人脑连接组和复杂网络理论的基本概念,并且回顾了近年来人脑结构和功能连接组的研究成果,并指出了该领域中存在的问题及未来的研究方向.     

多巴胺对创造性的影响及其大脑机制研究进展

创造性作为人类的一种高级认知能力对推动社会发展和科学进步有重要的作用,而多巴胺作为一种重要的神经递质对人类的认知活动起着重要的调节作用.当前关于创造性能力和多巴胺的关系探讨也越来越热,但是二者之间的关系及其作用机制还不甚明晰.因此,本文从多巴胺的视角对创造性的研究进行了梳理评述,主要包括:(1)从行为研究来看,运动和积极情绪等可以促使大脑中多巴胺的分泌,从而提升创造性表现;(2)从生理研究来看,用来治疗帕金森病的多巴胺激动剂能够增强患者的艺术创造性,而用来治疗精神分裂症的多巴胺拮抗剂则会抑制创造性产生;(3)从神经科学研究来看,与创造性相关的脑区包括了黑质-纹状体通路、中脑-边缘系统通路和中脑-皮质通路这3条重要的多巴胺奖赏神经环路;(4)从遗传研究来看,作为多巴胺重要遗传基础的儿茶酚胺氧位甲基转移酶(COMT)与创造性潜能有关.总之,本文通过对大量研究的整合分析,从多巴胺的角度对创造性的认知神经机制进行系统梳理,并就该领域当前研究的不足和未来趋势进行了总结和展望.     

人去甲肾上腺素转运蛋白基因的研究

去甲肾上腺素(NE)是儿茶酚胺类递质的一种,存在于节后交感神经和中枢神经系统内.在去甲肾上腺素能神经元中,突触传递包括3个步骤:NE由突触前膜释放到突触间隙;间隙中的NE与突触后膜上的受体作用;接着NE被突触前神经元或胶质细胞重新吸收.NE再摄取的过程需要钠离子依赖性的去甲肾上腺素转运蛋白(NET)参与.NET是一类药物的作用     

大规模类脑神经网络理论与方法

脑启发的脉冲神经网络被称为第三代人工神经网络,通过模拟神经动力学、事件驱动等计算特性捕捉时序信息和节能高效地进行计算,为人工智能领域的发展提供了新范式.大脑惊人的信息处理能力很大程度上归功于其庞大的网络规模和复杂的网络连接.构建大规模类脑神经网络为脑启发式的人工智能、神经形态计算以及多应用领域带来了突破性的进展.本文首先根据现有的研究,分类介绍了脉冲神经元模型、大规模脉冲神经网络模型与算法、深度训练框架和神经形态芯片等3个方面的计算原理和最新的研究进展,指出了目前大规模类脑神经网络研究的进展和存在的问题,随后重点论述了大规模类脑网络的神经形态视觉应用,包括神经形态视觉重构、极端场景目标检测等.最后,在总结已有研究成果的基础上,对该领域的研究现状给出了若干结论,同时指出了仍然存在的一些问题,并对未来研究的需求、期待与发展趋势进行了展望.     

衰老性记忆障碍与脑内去甲肾上腺素变化的关系

衰老性记忆障碍并不是属于对既获得知识的记忆障碍,而是由于对新获得知识的记忆保持减弱而导致的回忆困难。在老年痴呆,人们重视伴随着年龄增大而出现的前脑乙酰胆碱系统的机能低下,这发现主要是根据阿尔采木氏型老年痴呆患者的临床资料,但是,这样广泛的胆碱能性障碍,在人及动物的通常老化状态下并无发现,而且,通过刺激中枢胆碱能并不一定能改善记忆障碍,因此有人认为衰老性记忆障碍可能与其他的神经递质有关,去甲肾上腺素能神经的作用引起人们的关注。老年痴呆与阿尔