参与中文配对词语联想学习记忆的脑区和神经机制——脑功能磁共振的研究

通过脑功能磁共振技术,研究健康人参与语言的词语配对联想学习记忆任务的脑区和神经机制。对16名右利手健康志愿者进行一项词语配对联想学习记忆任务作业的同时,进行脑功能磁共振扫描。实验采用组块设计,实验任务（包括记忆编码相和记忆提取相）与对照任务（共两个相）交替进行;数据采用SPM99软件进行数据分析和脑功能区定位。结果表明：左侧额叶,特别是左侧额叶的额中下回和枕叶的18,19区在词语联想学习记忆的编码阶段中起重要作用;而左侧顶上小叶、缘上回和角回则在进行记忆提取阶段起重要作用;左侧纹状体边缘区参与了人脑词语联想学习记忆作业的编码阶段。揭示了人大脑完成语言联想学习记忆任务时,除额、顶、枕和颞叶的皮层结构参与外,还新发现有皮层下结构如纹状体参与了词语联想学习记忆。在配对词语的编码和提取阶段,激活的脑区有所变化,显示了这两个语言阶段的神经活动变化机制。     

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.     

休息和心算状态下正常脑老化过程的复杂性分析

研究了休息和心算状态下正常脑老化过程的复杂性变化情况。共招募15名健康年轻人和13名健康老年人,采用多尺度样本熵(MSE)方法对休息和心算状态下的脑电图(EEG)记录并进行复杂性分析。研究结果表明,相同状态下,老年人组休息状态的MSE值在全脑大部分范围高于年轻人组,而老年人组心算状态的MSE值在全脑范围低于年轻人组,但差异均不具有统计学意义。不同状态下,老年人组和年轻人组心算状态的MSE值在全脑大部分范围均较休息状态降低,其中老年人组的差异具有统计学意义,几乎涵盖全脑,其中前额叶区域最为明显,但年轻人组的差异不具有统计学意义。因此,正常脑老化对脑功能复杂性的改变并不明显;相比于休息状态,执行心算任务更能反映老化对脑功能复杂性的影响,且前额叶与脑老化及记忆密切相关。     

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.     

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.     

前额叶皮层工作记忆作用的近红外光学成像

研制了一种实用性强的三波长近红外脑功能光学成像系统，并介绍了其工作原理．开展了基于言语性n-back作业范式的工作记忆研究，监测了前额叶（PFC）的激活状况，分析了被试行为表现数据（响应时间和正确率），考察了被试行为表现及PFC激活脑区的工作记忆负荷效应，探讨了较高记忆负荷条件下被试PFC激活量与行为参数之间的关系．研究结果表明，通过测量血氧参数的变化，运用近红外光学成像方法可以实时监测脑皮层的活动．     

基于fMRI颜色和形状特征绑定的神经机制研究

利用fMRI脑成像技术探讨了图形形状和颜色特征绑定的神经机制。根据图形不同特征设计了一种形状和颜色相互对比的实验任务,任务涉及到形状和颜色特征绑定问题。利用广义线性模型和BOLD信号分析法进行分析,结果发现:与控制任务相比,图像对比任务在枕叶、颞叶中回和下回、右侧中央前回、额叶上/中回等脑区有显著激活。简单任务激活区域较复杂任务较少,且知觉信息整合与右侧前额叶有关。     

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。     

功能性近红外光学成像在运动认知神经科学中的应用

 运动认知神经科学是运用运动认知神经科学技术,探讨运动改善大脑认知功能的多学科交叉领域。近年来,fNIRS成为该领域新兴的热点技术。研究发现,在单任务步行中老年人的前额叶激活水平比年轻人激活水平更高,而在双任务步行中,老年人前额叶激活水平更低;中等强度急性有氧运动是提升认知水平和增强大脑激活水平最佳锻炼方式,而缺氧状态下运动则会损害认知功能;长期有氧运动或高强度间歇运动能提升认知成绩和大脑激活水平,但对老年人而言,长期运动可能会降低大脑激活水平。未来fNIRS研究应排除运动情境中系统生理因素对大脑皮层激活影响,加强长期运动对认知功能脑机制的随机对照实验研究,运用多模态脑成像方法系统全面地考察运动认知神经机制,积极探索运动认知领域的运动处方。     

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.