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.     

洪水灾害研究的复杂性理论

作为一种高度复杂的自然现象,洪水灾害表现了不均匀性、多样性、差异性、随机性、突发性、迟缓性、重现性以及无序性等复杂性的特点,使经典的理论和手段已不适于伴随着人类经济活动的开展而日趋复杂化的洪水灾害系统的研究.由于复杂系统和复杂性理论的引入,为洪水灾害的研究注入了新的生机.复杂性理论在洪水灾害的研究中将扮演重要的角色,为解释洪水灾害中的复杂现象提供了崭新的方法论.本文提出从复杂大系统理论出发,借助于复杂性理论的基本数学工具(分形、混沌、神经网络等非线性动力学方法),研究和分析洪水灾害中的复杂现象,建立洪水灾害分析与模拟、反演与预测的综合集成方法,构造洪水灾害研究的复杂性理论框架.     

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.     

社会比较的认知神经机制研究进展与展望

社会比较是指个体为了获得准确的自我认知,将自我与他人在某些方面进行比较的现象.本文通过总结近10年来采用功能磁共振成像和事件相关电位(event-related potential, ERP)技术进行的社会比较相关研究,从空间定位和时间进程两方面探讨了社会比较的认知神经机制.研究发现,与社会比较相关的脑区可分为与上行社会比较相关的背侧前扣带回、背外侧前额叶、前脑岛和杏仁核,以及与下行社会比较相关的腹侧纹状体和腹内侧前额叶皮层.此外,通过对各脑区功能的进一步整理认为,大脑的奖赏和疼痛回路、心智化网络以及共情网络可能参与社会比较过程,其中心智化网络参与社会比较的"选择"、"对比"、"评价"3个阶段,奖赏和疼痛回路参与"对比"和"评价"两个阶段,而共情网络则仅参与"评价"阶段.关于社会比较加工的时间进程, ERP研究表明, P2、FRN(feedback-related negativity)以及P300和LPC(late positive component)分别反映社会比较结果加工的早、中、晚期阶段.最后,对当前社会比较研究的局限及未来的研究方向进行了探讨,提出未来有必要进一步考察更加复杂情景下社会比较的认知神经机制,以及个体差异和社会因素影响社会比较的机制.     

令人关注的复杂性科学和复杂性研究

20世纪80年代兴起的复杂性科学及其复杂性研究，引起国内外的极大关注，正不断地与各川学科和领域（包括自然科学、社会经济科学和人文科学）进行广泛的交叉和融合，向新世纪科学技术提出了巨大的挑战。本文首先提出产生复杂性的总根源和新世纪科学技术面临的巨大挑战。从物理上考察分析了复杂性的若干共同的基本特征，主要表现在“十大特性”上：非线性、多样性、多层性、多变性、整体性、统计性、自相似性、非对称性（对称破缺）、不可逆性和自组织临界性。简要讨论了产生复杂性的物理机制及转变的某些方式。然后以一些典型的复杂系统为例，分析了混沌系统和湍流系统、洁净核能系统和激光阵列等复杂系统中复杂性的主要表现特点及其控制策略。最后，初议了复杂系统的可能分类方法和复杂性科学需要共同研究的一些主要内容和涉及的课题范围，指出复杂性科学今后发展的趋势。     

复杂生物系统及其二分演化机制

介绍了复杂系统和复杂性的概念 ,考察了生物系统中的复杂性特征 ,指出生物系统是具有自组织性和复杂性的开放动力系统 .以二分演化模式为指导 ,探索了复杂生物系统的基本演化机制     

基于P2P的社区的自组织及自适应奖励的研究

通过分析社区的特性,结合P2P网络环境的特点和优势,研究并实现了社区的自组织算法以及社区的自适应奖励机制,使得社区构建更为真实、合理,从而有效地提高了社区的运作性能.旨在给用户提供更好的服务.     

焦虑的脑科学研究与临床应用进展

焦虑障碍是我国患病率最高的精神障碍,也是全球第六大致残原因.如何建立精准有效的个体化预防-诊断-治疗体系,成为当前亟须攻克的难题.焦虑障碍主要包括广泛性焦虑障碍(GAD)、惊恐障碍(PD)和社交焦虑障碍(SAD)的亚型;其发病机制和分型机制尚不清楚.本文系统综述了近年来临床焦虑障碍和亚临床焦虑的研究进展,特别是本团队的研究进展,重点从神经认知机制的理论模型和临床应用方面寻求新的见解和研究线索.基于经典认知模型、杏仁核和脑岛中心神经模型,以及静态脑网络模型,我们提出了动态焦虑脑网络模型:强调突显网络、执行控制网络、默认网络和感知网络之间的动态相互作用,这是情绪和认知控制交互作用的基础;网络间的神经振荡负责资源转换和信号同步;去甲肾上腺素系统,特别是蓝斑(LC)-去甲肾上腺素(NE)系统,通过神经递质调节上述过程.本文还总结了焦虑的诊断和预测指标,包括遗传特征、认知特征和神经生物标志物,特别强调了特异频段的神经振荡模式,以及动态脑网络连接,以预测个体化焦虑症状和其他精神疾病.通过在体脑成像、神经环路示踪技术、单细胞组学等技术,全面精准解析焦虑障碍的多维度发病机制,揭示国家一类创新药物GW1...     

复杂跨声速气动弹性现象及其机理分析

虽然跨声速颤振、抖振和嗡鸣等问题不是新的研究课题,但这些跨声速气动弹性问题时常困扰着航空航天飞行器的研制,这与其复杂性密切相关.跨声速气动弹性的复杂性源于流动的非线性和非定常特性,但其中的物理机制仍有待深入研究.本文以跨声速单自由度颤振、抖振锁频以及机翼弹性特征降低抖振边界等现象为例,阐述了这些复杂流固耦合现象的诱发机理,并对其相关性进行了系统性研究.研究指出,跨声速状态下的结构大幅振动大多与气动弹性稳定性相关,线化模型也能够很好地预报一些复杂动力学现象的发生边界.跨声速气动弹性的复杂性主要源于跨声速状态下流动的稳定性降低,与经典气动弹性问题相比,多出了一个流动模态,流动模态和结构模态之间的耦合常导致跨声速状态下发生特殊的气动弹性现象.     

生态系统复杂性研究的几个基本理论及其局限性

生态系统的复杂性研究与当前的非线性科学和复杂性科学不期而遇,已受到人们的重视.本文介绍了生态系统复杂性研究中的几个基本理论,分析了它的局限性,指出生态系统复杂性的研究还有待于复杂性科学理论的发展和新的复杂性科学理论的出现.