HERA模型与来源记忆老化

以考查来源记忆老化与来源记忆过程中额叶激活模式的关系为目的.采用行为测验和fMRI(功能磁共振成像)技术,以位置记忆为任务,对15位年轻人和13位老年人在来源记忆过程中的额叶激活模式进行比较.行为结果表明位置记忆存在显著年龄差异.脑成像结果表明:1)编码阶段在2个难度条件下,老年人和年轻人的额叶激活都表现出左侧优势;提取阶段在2个难度条件下,老年人和年轻人的激活模式都没有表现出单侧化倾向.HERA模型不具有跨年龄和任务的普遍性;2)在低难度任务中,编码和提取阶段老年人与年轻人的额叶激活模式基本相同,老年人的激活面积稍大;在高难度任务中,编码阶段除额下回老年人比年轻人激活稍多外,年轻人的激活脑区明显多于老年人.提取阶段,老年人和年轻人的激活的脑区基本没有差异.来源记忆老化与加工过程的关系还需要进一步探讨.     

前额叶皮层和纹状体间功能性连接的量化分析

奖励预测对于大脑的学习记忆、行为决策等高级认知功能具有至关重要的意义。前额叶皮层(Prefrontal Cortex,PFC)和纹状体(Striatum)是大脑中的两个重要脑区,以往的研究发现,前额叶皮层和纹状体中的神经元都参与了对奖励信息的编码,然而,对于这两个脑区之间信息交流、相互影响的具体方式仍然不够明确。为了研究这一问题,在对猴子进行非对称奖励预测实验的过程中,用多通道电极同时记录了其前额叶皮层和纹状体两个部位的局域场电位(Local Field Potentials, LFP)信号。通过计算非线性相互依赖性(Nonlinear Interdependence,NLI)来量化分析前额叶皮层和纹状体之间功能性连接的强度。结果显示,在β频段(15～30 Hz),小水奖励条件下前额叶皮层和纹状体间的功能性连接强度显著高于大水奖励条件下的结果,同时,前额叶皮层和纹状体间不同方向的连接强度也有显著差别。实验结果表明,前额叶皮层中LFP的β频段可能与纹状体神经元的活动有关,并在一定程度上调节猴子在奖励预测过程中的行为。     

工作记忆编码腹侧海马和内侧前额叶皮层局部场电位信号的相位同步分析

研究比较大鼠在静息状态下和工作记忆编码阶段腹侧海马和内侧前额叶皮层局部场电位相位同步的变化,分析相位在工作记忆任务相关信息处理中的作用机制。研究数据为6只SD大鼠静息状态和执行Y迷宫空间工作记忆任务时采集的腹侧海马和内侧前额叶皮层的局部场电位信号,计算两个脑区局部场电位信号之间的加权相位滞后指数值。研究结果表明,与静息状态相比,在工作记忆编码阶段,腹侧海马和内侧前额叶皮层之间的相位同步性在theta频段选择性地显著增加。腹侧海马和内侧前额叶皮层theta频段的相位同步是工作记忆编码阶段任务信息处理的一个作用机制。     

在记忆过程中额叶与信息粒度的交互作用

采用事件相关的功能磁共振技术(fMRI)研究了记忆与信息粒度的相互关系.实验使用相同的记忆任务-Boolean规则,依据Ebbinghaus范式,要求被试在完全掌握规则后的第1天(短期记忆)和学习训练后的第7天(长期记忆)完成fMRI测试.结果表明,短期记忆任务和长期记忆任务均激活了左侧额下回和额中回,但短期记忆任务相对长期记忆任务激活更多的左侧中央前回和额下小叶、右侧的额上回和额中回,而长期记忆比短期记忆激活了更多的右侧的额下回,这可能与规则中的各个元素之间的聚合程度和记忆的精度有关.因此,额叶对不同信息粒度的规则提取有重要影响.高粒度相对于低粒度的Boolean规则提取需要更短的时间,但是记忆信息提取的正确率不会因高低粒度的不同而表现出差异.虽然信息粒度对长、短期记忆任务的提取的正确率不起决定性作用,但信息粒度作为记忆巩固与否的一种度量标准会对提取时间产生影响;这可能使得规则提取的策略不同,因此,额叶对不同粒度的信息提取起到了至关重要的作用.     

慢性应激对小鼠空间学习记忆功能及海马和前额叶皮层BDNF表达的影响

采用多因素慢性应激动物模型,通过Morris水迷宫测试小鼠空间学习记忆能力;采用免疫组织化学方法检测脑源性神经营养因子（BDNF）在海马和前额叶皮层的表达．结果显示,与对照组相比,应激组小鼠的空间学习记忆能力明显下降（P〈0．01）;应激组小鼠海马CA1区、齿状回和前额叶皮层BDNF表达明显下降（P〈0．01）;停止应激后一周,应激组小鼠BDNF在各脑区的表达有一定恢复,但与对照组相比,仍有显著性差异（P〈0．05,P〈0．01）．结果表明,慢性应激导致小鼠空间学习记忆功能的损伤可能与BDNF表达的下调密切相关．     

慢性吸烟者的脑静息态fMRI局部一致性研究

为了纵向研究慢性吸烟者在未戒烟和戒烟一段时间后静息态局部脑功能活动发生的变化,本文结合功能磁共振成像(fMRI)和局部一致性(ReHo)方法,对12名慢性吸烟的健康志愿者,在未戒烟和戒烟一周后的脑静息态扫描数据进行组内比较分析,结果:与未戒烟状态相比,吸烟者戒烟一周后额叶(左侧眶内额叶、右侧额中回、右侧背外侧额叶)、左侧楔前叶、左侧后扣带皮层、左侧楔叶和右侧初级运动皮层的ReHo显著降低;双侧颞上回、左侧距状裂沟回、左侧舌回、左侧梭状回、左侧海马旁回、右侧中央后回和左侧豆状壳核的ReHo显著增强。研究表明,慢性吸烟者在戒烟一周后上述脑区的神经元活动一致性发生了变化,这为ReHo应用于戒烟疗法提供了一定依据。     

广州话-普通话左额下回加工的空间分布

目的:探讨广州话和普通话左额下回激活的坐标位置及信号强度.方法:材料为黑白线条图,被试是12名广州话大学生,任务是进行图片命名,磁共振采集实验数据.结果:广州话与普通话共同激活左额下回、右枕中回和右楔前叶.广州话额外激活右额上回、右顶下回和左楔前叶.普通话额外激活左小脑嘴峰、左扣带回、左额上回和左缘上回.左额下回感兴趣区内,广州话激活左前额叶腹外侧皮层(BA47)和背外侧皮层(BA9),普通话只激活额叶背外侧皮层(BA9),广州话激活体积大于普通话.结论:两种语言左额下回有不同的空间位置,早期形成的语言在左额下回BA47区加工,晚期形成的语言分布BA47区的周围,支持早期、晚期语言不同加工脑区理论.     

额叶皮层损伤对大鼠基底前脑胆硷能神经元的影响

为探讨前额叶皮层局限性损伤对大鼠学习、记忆功能及基底前脑胆硷能神经元的影响。用外科手术造成大鼠 1侧前额叶皮层局限性损伤后不同时间 ,用Y型迷宫检测学习、记忆功能 ,用组织化学技术检测基底前脑含乙酰胆硷酯酶 (AchE)活性神经元。结果为前额叶皮层损伤后 1周 ,动物学习、记忆功能有所障碍 ,损伤同侧的基底前脑胆硷能神经元有所减少 ,但均无统计学意义。损伤后 2、3、4周 ,动物学习、记忆障碍明显 ,损伤同侧基底前脑胆硷能神经元明显减少 (P <0 .0 5) ,且两者变化相平行。结论为单侧前额叶皮质局限性损伤不仅可引起动物学习、记忆功能障碍 ,且可引起同侧基底前脑胆硷能神经元丢失 ,两者发展且相平行 ,提示基底前脑胆硷能神经元逆行性变性在动物额叶皮层损伤引起的学习、记忆障碍中起作用。     

视听工作记忆的相位同步与跨频耦合研究

为了深入了解视听工作记忆中的神经机制和节律耦合规律,采集了视听工作记忆任务脑电数据,通过时频分析确定关键节律及核心电极,并使用多变量模式分析确定关键时间段。theta相位同步在记忆呈现期至关重要,其中额颞叶同步参与听觉记忆,额顶叶同步参与视觉记忆,而theta和alpha的跨频耦合只在特定记忆模态的相关脑区有显著增强。工作记忆任务相关脑区通过远端theta同步协调中央执行功能,alpha同步协调记忆存储缓冲功能,theta-alpha耦合整合不同模态功能间的信息,揭示了视听模态工作记忆的部分神经机制。     

大脑皮层对飞机飞越噪声的认知机制

为了研究人类大脑皮层对飞机飞越噪声的表达机制,采用功能磁共振成像(fMRI)技术,选择25例正常健康受试者,观察在飞机飞越噪声刺激时大脑功能区的激活情况,通过对数据进行统计学处理以及脑功能区定位,结果表明:25例受试者在飞机飞越噪声刺激时大脑显著激活了视觉联合皮层、前额叶皮层、初级运动皮层以及与认知记忆相关的脑区等.飞机飞越噪声刺激下,大脑皮层听觉区域不仅参与了听觉处理,可能还涉及消极情绪、认知、注意、记忆等区域反应.     

成人注意缺陷多动障碍额叶网络异质性

神经影像学研究表明注意缺陷/多动障碍(ADHD)与额叶-纹状体网络功能异质有密切关系。利用静息态功能磁共振数据,探讨成人ADHD组和健康对照组的功能连通性(FC)是否有差异。获取成人ADHD组(N=20)和健康对照组(N=20)的血氧水平依赖(BOLD)信号,以腹内侧前额叶皮质(vmPFC)为感兴趣区进行功能相关分析,使用皮尔森相关系数为衡量功能相关强度的指标。经两样本统计分析,成人注意缺陷多动障碍组左侧眶额叶、右后外侧前额叶皮层、角回与vmPFC正相关性较对照组均存在显著的增强(p<0.01,经Alphasim);成人注意缺陷多动障碍组较对照组右侧背外额中回与vmPFC负相关性有所下降(p<0.01,经Alphasim)。进一步证明了前额叶与其他脑区的连通性存在差异,成人ADHD前额叶默认网络存在功能失调。     

杏仁核参与情绪记忆的脑功能成像研究述评

脑功能成像技术近年来已应用于情绪记忆的研究,相关的研究结果扩展了依据动物实验所得到的有关结论.作者主要对近年来情绪记忆的编码和提取阶段的脑成像研究进行了综述.研究表明,杏仁核在情绪记忆中的作用不仅局限在巩固阶段,它的作用在编码过程的初期已显示出来,并参与记忆的提取过程.脑区相关和联结模型强调了杏仁核与内侧颞叶等之间的交互作用.已有的研究还表明,刺激类型是影响情绪记忆的重要因素之一.杏仁核还参与对情绪的刺激类型、情绪记忆的生动感和主观性的加工.在今后的研究中将多种神经科学的技术相结合会更深入地揭示情绪记忆的脑机制.     

视觉神经表征中底-顶和顶-底的双向激活——来自人与猴的实验证据

长期以来,建立在坚实生理学证据之上的底-顶加工说和特征检测理论在视觉研究中占主导地位。对于顶-底加工人们只能靠一般常识,即知识或经验通过激活记忆中的神经表征影响视觉过程。但是近年来,来自人和猴的研究为顶-底的加工提供了实验证据。 首先位于猴腹侧加工系统内的物体和面孔视觉记忆表征,提供了神经编码是怎样创立、组织和再激活的最佳实验证据。联想性编码是通过学习由一些具有特殊功能的神经元建立的,这些神经元具有将时间性关联刺激的表征联系起来的能力。其次,不仅来自视网膜的底-顶信号,而且来自前额叶的顶-底信号都能触发联想性编码的提取,既可以作为有意识回忆的神经基础,又是顶-底加工影响视觉过程的基础。脑损伤病人研究、具有高时间分辨率的人类功能性核磁共振成像(functional magnetic resonance imaging, fMRI)和猴fMRI研究以及猴细胞电生理分析相结合,将进一步加强人们对视觉脑机制的全面理解。     

长期参与有氧运动大学生执行功能相关脑网络特征

本研究旨在探索长期参与有氧运动的男性大学生执行功能相关脑网络的特征,并与静坐少动的对照组进行比较。收集15名规律参与有氧运动的男性大学生以及15名静坐少动对照组男性大学生脑结构及静息态功能磁共振成像数据。使用度中心度和独立成分分析两种方法评价脑网络特征：计算并提取14个执行功能相关脑区度中心度值（degree centrality, DC）,采用独立成分分析方法（independent component analysis, ICA）提取四个与执行功能相关的脑网络成分。组间对比发现：1）有氧运动组双侧后扣带回皮层以及双侧海马区度中心度水平显著高于静坐少动组（p < 0.05）,而静坐少动组右侧顶下小叶度中心度水平显著高于有氧运动组（p < 0.05）;2）有氧运动组在默认网络、背侧注意网络及腹侧注意网络均有脑区激活高于静坐少动组,峰值分别出现在右颞下回、颞极以及左腹侧后扣带回（AlphaSim校正,p < 0.001）;而静坐少动组腹侧注意网络在左侧在壳核高于有氧运动组（AlphaSim校正,p < 0.001）。研究结果表明：长期参与有氧运动的大学生,其执行功能相关脑网络激活模式优于静坐少动大学生,而这种差异主要是通过增加海马和后扣带回皮层而不是额叶皮层在脑网络中的重要性来实现的。     

大脑前额叶扣带回皮层调制丘脑触觉信息的途径研究

大脑前额叶扣带回皮层是一个与感觉功能密切相关的脑区,它能够对丘脑触觉反应进行调制.实验在10只戊巴比妥钠（1%）麻醉的SD雄性大鼠上进行,采用辣根过氧化物酶（horseradish peroxidase,HRP）逆行标记的方法,对扣带皮层前部调制丘脑腹侧基底核（ventrobasal,VB）感觉信息的途径进行了研究.实验结果显示,VB核可以接受扣带皮层后部的投射,而且扣带皮层前部有纤维投射到扣带皮层后部.由此提示了前扣带皮层对丘脑腹侧基底核神经元触觉信息调制的可能神经环路是：扣带皮层前部-扣带皮层后部-丘脑腹侧基底核.     

我国科学家在脑科学领域取得重大突破

正在973计划的支持下,我国科学家在脑科学领域取得重大突破,首次绘制了人脑前额叶发育的单细胞图谱并揭示神经干细胞的重要作用。人脑前额叶皮层是人类大脑高级功能的关键组成部分,参与记忆形成、短期储存以及调取功能、语言功能、情绪调节等功能。前额叶皮层的细胞组成是其形成神经网络和执行丰富功能的生物学基础。但是人脑前额叶皮层由哪些细胞构成,这些细胞是如何在胚胎发育过程中产生的,这些关键科学问题之前研     

我国科学家在脑科学领域取得重大突破

正在973计划的支持下,我国科学家在脑科学领域取得重大突破,首次绘制了人脑前额叶发育的单细胞图谱并揭示神经干细胞的重要作用。人脑前额叶皮层是人类大脑高级功能的关键组成部分,参与记忆形成、短期储存以及调取功能、语言功能、情绪调节等功能。前额叶皮层的细胞组成是其形成神经网络和执行丰富功能的生物学基础。但是人脑前额叶皮层由哪些细胞构成,这些细胞是如何在胚胎发育过程中产生的,这些关键科学问题之前研究较少。     

记忆编码和提取中的神经激活模式再现?

情景记忆使得人们可以在头脑中生动地经历已经发生过的事件,然而支持这一过程的神经机制还没有得到很好地理解.本文针对近年来基于神经激活模式分析的研究对"神经激活模式再现"的假说进行了整合分析,提供了重要的支持性证据.这些研究发现,成功地提取伴随着编码时神经激活模式的再现,且再现的发生先于行为判断出现;除此以外,神经激活重现可以在重复学习过程中发生,或者由相似的学习材料引发,且这种再现程度与随后的记忆效果相关;此外,神经激活模式再现还可以在睡眠和休息条件下自发地产生,促进随后的记忆成绩.在此基础之上,本研究还进一步考察了神经激活模式的本质特征,探讨了内侧颞叶和额顶皮层等重要脑区在再现过程中的作用,并对神经激活模式再现的研究方向进行了展望.     

利用多模态光学脑成像研究前额叶静息态功能连接

多模态光学脑成像包括近红外光谱及漫射相关谱,前者探测大脑皮层的血氧代谢水平,而后者测量皮层的脑血流.皮层血氧代谢和血流是不同的两类血液动力学参量,可以从不同方面反映大脑的神经活动强度. 本研究利用多模态光学脑成像测量了人脑前额叶的静息态功能连接. 10个正常成年人参加了实验测量,分别用近红外光谱和漫射相关谱在前额叶的相同位置记录了大脑8分钟的自发波动信号,测量覆盖区域包括左侧额下皮层及左背外侧前额叶. 低频段血氧代谢信号（包括含氧血红蛋白、脱氧血红蛋白及总血红蛋白浓度）用来揭示基于血氧信号的静息态功能连接,而相同频段的脑血流信号用来确定基于脑血流的静息态功能连接. 两类血液动力学参量的静息态功能连接均揭示:背外侧前额叶区域内的连接大于背外侧前额叶与额下皮层之间的区域间连接,显示相邻的背外侧前额叶和额下皮层是不同的功能区域. 此外定量比较基于两类血液动力学参量的功能连接发现,基于血氧代谢的连接有更大的连接强度,表明在同一个功能区内,静息时血氧代谢信号的时间同步性更高.     

运动态人脑默认模式网络脑电信息传递动力学行为分析

为探究人体进行运动相关任务时大脑默认模式网络与其他脑区间的连接规律，基于运动及运动想象脑电信号公开数据集，通过快速傅里叶变换对不同状态下的脑电信号划分频段并进行滑动加窗处理，得到静息与运动态下同皮层不同频段的平均时间序列。采用动态传递熵的构造方法，分析默认模式网络到运动皮层、默认模式网络到前额叶皮层的信息交互，并在多个数据集下进行显著性检验。将动态传递熵的分析方法结合逻辑回归、决策树、XGBoost算法对不同任务进行分类研究，结果表明：大脑不同皮层功能区在进行不同任务时具有显著差异；相较于静息态，前额叶皮层和运动皮层在运动过程中更加活跃，γ频段相较其他频段也更加活跃；相较于静息态，运动态及运动想象态下默认模式网络到运动皮层、默认模式网络到前额叶皮层的信息交互都更强烈，其结果在不同样本空间的显著性检验P值小于0.025,此方法稳健；脑电信号动态传递熵方法可以将机器学习算法的分类准确率提高20%以上。研究可为运动态脑电信号辨识提供理论参考。