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.     

神经振荡在人类视觉工作记忆表征维持中的作用

人类的视觉系统可以同时接收外界环境中的多种视觉信息,并以记忆表征的形式暂时存储于工作记忆之中,以便指导后续的认知活动.但大脑只能维持有限数量的记忆表征,表现出工作记忆的容量有限性.同时,我们对视觉刺激的内部表征是充满噪音的,即对记忆表征的维持存在精确度的变化.本文从大脑神经活动的神经振荡特性角度出发,系统阐述了人类视觉工作记忆的表征维持阶段、记忆容量和记忆精确度的神经振荡特征,以及相关的理论建模,并对该研究领域的发展做了展望.     

儿童工作记忆的事件相关电位

采用事件相关电位(ERPs)技术探讨了类似于Delayed-Matching-to-Sample任务范式下12~13岁儿童的工作记忆神经机制. 实验结果显示, 无论熟悉客体还是新客体, 工作记忆的ERPs均显示了潜伏期350 ms左右的一个晚正成分, 新客体的潜伏期比熟悉客体有所提前; 相比熟悉客体, 新客体的工作记忆在ERPs波形上表现出更正走向, 这种大脑活动主要发生在额区-中央区. 在分别追踪新靶和熟悉靶的工作记忆任务条件下, 靶与分心物的ERPs波形在150 ms后出现分离, 且靶刺激均比分心物更正; 新分心物、熟悉分心物显示出150~350 ms的额区新/旧效应以及350~550 ms的顶区新/旧效应; 靶的新/旧效应不同于分心物新/旧效应, 新靶更正, 且主要发生在250 ms之后; 与熟悉靶相比, 新靶出现P3a成分. 本研究结果揭示了儿童工作记忆神经机制的时空特征, 且某些特征不同于成人.     

工作记忆刷新训练对儿童流体智力的影响

近年来的研究发现, 通过训练个体的工作记忆能力可以提高其流体智力水平. 但是, 以往的研究混淆了工作记忆存储功能与中央执行功能对训练效果的影响. 该研究采用活动记忆任务, 通过双盲对照实验设计, 对9~11岁儿童的工作记忆刷新能力进行训练. 研究结果发现, 通过工作记忆刷新能力的训练, 儿童的流体智力得到显著提高. 研究表明, 通过工作记忆训练使得流体智力水平提高与工作记忆中央执行功能的改善有关.     

神经法学:年轻的认知神经科学与古老的法学联姻

神经法学是新兴的交叉学科,它是用认知神经科学方法研究与法律有关心理与行为的神经机制,并探讨法律系统如何应对认知神经科学发展所带来的问题,主要包括:(1)如何检验当事人或证人是否说谎和是否存在错误记忆等;(2)探讨认知神经科学成果对刑事司法实践和刑事责任理论可能构成的影响;(3)对某些特殊个体未来行为的危险性作出预测,以便辅助司法实践;(4)认知操控药物与技术应用的法律管制问题.本文从上述4个方面对神经法学进行了详细介绍.神经法学的研究不仅加深了对法律行为背后心理和神经机制的理解,也对司法实践产生影响.但刚刚诞生的神经法学目前需处理好研究的中国化等问题.     

长期记忆存储的神经编码与调控

人类根据自身以及后天学习获得的经验与知识,也就是记忆,适应并改造了自然界,从而创造了现代文明.建立在大脑神经元的物质基础之上,记忆承载了外界纷繁复杂的信息,整合了时间与空间等不同维度上的多感知信息,为大脑作出正确判断和操作提供支撑.通过对大脑记忆机制的研究不仅仅可以揭示脑高级功能的生物学基础,更加重要的是,可以提供一条由亿万年进化史选择的解决高级认知运算与高效信息处理的途径.近年来,对记忆机制的认知从突触、分子等生物层面渐渐深入到细胞编码、解码与整合等信息层面,依赖对大脑中信息编码直接相关的记忆印迹(engram)的深入研究则揭示了神经环路的记忆存储与调控机制.本文围绕记忆印迹细胞的分子、细胞、环路与信息处理机制的运用,回顾了近期记忆机制的研究进展,探索了记忆编码机制研究对生物大脑运作原理及类脑智能的深远影响.     

离体神经元网络中的集体性回响活动

通常认为, 大脑进行认知活动时神经环路的集体性回响是“即时”记忆的存储形式. 然而, 由于大脑神经环路庞大的复杂性, 这种回响活动一直鲜有实验上的证据. 近期研究工作利用离体培养的神经元网络中对回响的性质进行了探索, 揭示了其新的动力学特性和内在细胞机制. 结果表明, 离体培养的神经元网络可以有效地用于对神经环路的活动进行机理性分析研究.     

神经经济学: 打开经济行为背后的“黑箱”

神经经济学是利用神经科学手段研究经济行为的心理及神经机制. 传统经济学注重对决策的行为描述, 无法揭示经济行为的内在认知机制, 对现实生活中的决策行为缺乏预测. 认知神经科学与经济学的结合使得我们有可能揭示经济决策过程的心理和生理机制. 本文归纳了有关效用计算神经机制的研究, 指出神经经济学可以从神经水平验证已有经济学理论的可靠性, 并对许多经济学现象提出新的解释; 探讨了后悔等情绪在经济决策中的重要作用及来自神经科学证据, 指出通过测量情绪相关脑区的活动, 神经经济学可以深入考察情绪影响决策的内在机制; 总结了合作、信任等社会行为的神经科学研究, 指出神经经济学的一大趋势是在实验室中模拟真实的社会情境, 以提高经济行为神经机制研究的生态学效度. 神经经济学研究不仅为已有的经济学理论, 如前景理论、后悔理论、博弈论等提供神经水平的实验证据, 而且促进了更完善的经济学理论模型的建立.     

正念干预改善抑郁个体执行功能及其神经机制

抑郁症为危害大众身心健康的主要心理疾病.抑郁个体存在执行功能缺陷,而正念干预能有效改善抑郁个体的执行功能,缓解抑郁症状.根据抑郁认知理论、抑郁易感双重加工理论,本文认为抑郁个体的执行功能子成分工作记忆、认知灵活性、反应抑制能力存在缺陷,且保持与抑郁心境一致的认知加工偏差,导致增加负性自动化思维,削弱反思性加工;根据积极情绪构建扩展理论、正念的意义构建理论和监控接纳理论,认为正念干预能有效改善抑郁个体执行功能,减少执行功能缺陷导致的消极认知偏向.前额叶皮层、前扣带皮层、杏仁核、默认模式网络和额叶边缘系统的内在功能连接是正念干预抑郁个体执行功能缺陷的重要神经机制,影响抑郁个体对消极刺激的反应抑制、注意偏向和负性自动化思维.未来的研究应该着眼于深入探讨不同程度、不同类型的抑郁个体执行功能缺陷的差异性,阐明正念干预抑郁个体执行功能的内在机制,通过正念干预结合认知训练(例如工作记忆训练、记忆疗法或者认知控制训练)治疗抑郁.     

组块破解形态顿悟的脑认知机理

组块破解是把过去经验中形成的完整的认知组块分解成基本元素并加以重组和利用,它是一种能够获得顿悟的创造性思维过程.自从理论心理学家Ohlsson S.于20世纪80年代提出组块破解概念以来,关于组块破解的认知与神经机制研究已经开展了30余年.迄今,组块破解形态顿悟的脑认知机理已经基本被探索清楚,主要发现有:(1)组块破解具有"突发性"、"直指性"等典型的顿悟属性;(2)组块破解是在知觉水平上发生的特殊形态顿悟,初级视觉皮层和高级视觉皮层的活动存在"失协性",背侧视觉通路和腹侧视觉通路的活动具有"协同性";(3)阻碍组块破解形态顿悟发生的障碍有多重,多重障碍源还会产生"叠加放大效应",不仅增强了腹侧视觉通路和背侧视觉通路的调控连结,而且也增强了腹侧视觉通路终端到背侧视觉通路终端之间的调控连结;(4)组块破解形态顿悟是大脑左右半球协同作用的产物,"蔡格尼克效应"存在右半球偏侧性;(5)组块破解形态顿悟是意识与无意识的综合体,或许新颖性加工是无意识的、有效性加工是有意识的,又或许酝酿期是无意识的、而顿悟期和验证期是有意识的.