新研究发现有助于阻止“记忆窃贼”的化合物

记忆的丧失和认知功能障碍往往与衰老有关,它们都是神经退化的结果.但是,在某些情况下,由于大脑中未成熟神经细胞的过早死亡,这种神经退化的过程会变得非常迅速,产生种种严重的认知障碍或痴呆症状.阿尔茨海默症(又名老年痴呆症,Alzheimer’s Disease,AD)是其中一种比较普遍的神经退行性疾病,由于该症能引起患者的短     

从错误记忆的角度透视阿尔茨海默症患者的记忆障碍

阿尔茨海默症患者(Alzheimer’s disease patients, AD患者)的记忆障碍在心理学以及临床医学中一直受到广泛关注. 除了在传统的记忆测验中对其正确记忆的考察, 近年来通过对比AD患者与正常老年人在各种类型的错误记忆中的不同表现, 揭示了早期阿尔茨海默症发展进程中记忆障碍的各个层面. 本文通过对AD患者的关联性记忆错觉、流畅性记忆错觉和源记忆错误的相关研究的分析和讨论, 并与正常老化相对照, 明晰了AD患者在编码阶段的梗概加工及表征能力受损, 提取阶段基于熟悉性和回想的再认提取过程也受到损伤, 正是由于这些损伤使得AD患者可以利用的信息非常有限, 导致其更倾向于依赖提取时的加工流畅性做出记忆判断. 此外, 源记忆和源监控能力的降低, 又影响了AD患者通过监控过程抑制错误记忆的能力. 对于AD患者记忆障碍的产生机制的分析, 将会有助于阿尔茨海默症的临床诊断和治疗.     

神经炎症抑制剂用于阿尔茨海默症的药物研发

阿尔茨海默症(Alzheimer’s disease,AD)的致病机制尚不明确,至今仍然缺乏有效的治疗药物,并且临床研究中的候选药物也多以失败告终.因此,对于AD这样一种复杂的疾病,单纯依赖分子靶标的现代药物研发策略难以奏效,迫切需要结合以细胞和动物药效为重心的经典药物研发策略,方有望打破AD新药开发的瓶颈.鉴于神经元的退化和凋亡始终是AD发生、发展的中心环节,因此通过抑制大脑小胶质细胞的过度活化,进而抑制神经炎症的发展可以阻止AD的恶化进程.本文综述了如何通过神经免疫细胞的表型筛选,确立神经炎症抑制剂,进而辅以AD动物模型的体内药效评价,获得能够显著提高模型动物的记忆和认知能力的活性分子,并结合本课题组最新的研究进展,对本领域进行了初步的讨论和展望.     

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.     

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.     

场独立-场依存认知风格影响创造性思维的大脑功能基础

采用镶嵌图形测验、托兰斯创造性思维测验,探讨了场独立-场依存认知风格与创造性在大脑功能基础方面的联系.首先,采用功能磁共振技术(functional magnetic resonance imaging, f MRI)计算西南某高校414名大学生被试的度中心性(degree centrality, DC),然后与创造性思维进行回归计算,最后将得到的脑区与认知风格、创造性思维进行中介效应分析.结果发现,创造性思维与大脑静息态度中心性之间呈现正相关的脑区为右侧颞上回、右侧前扣带回、左侧颞上回、右侧额中回和左侧壳核,其中右侧前扣带回、右侧额中回的度中心性在认知风格和创造性思维上存在部分中介效应.前扣带回和右侧额中回是认知控制的关键脑区,因此本研究推测场独立-场依存认知风格有部分路径通过认知控制从而影响了创造性思维,即认知风格更偏向场独立的个体,认知控制能力可能会更好,更能够排除无关信息进而集中注意力,拥有更高的认知灵活性,从而能够在创造性思维的测验中获得更好的成绩.这些发现有助于从大脑功能基础的角度来加深对场独立-场依存认知风格和创造性之间复杂关系的理解.     

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.     

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.     

面向fMRI数据的人脑功能划分

人脑是目前人类发现的最复杂和最具智能的功能组织系统之一.数以万计的神经元相互连接形成了复杂的脑结构,并通过相互间的作用表现出多样的智能活动.脑功能研究是脑科学研究中最重要的内容之一,尤其是功能磁共振成像(f MRI)技术的出现,为人脑功能的研究带来了新的发展机遇.近年来,开始利用基于f MRI数据的计算方法对人脑进行功能的划分,已有研究表明,功能划分所产生的人脑功能子区域比结构图谱中的脑区具有更高的功能一致性,因此更适合用于人脑的功能分析.进一步讲,把人脑功能划分产生的功能子区域用于人脑功能网络的构建能够获得更具可解释性的人脑功能网络,能为人脑疾病机理的研究和探索提供新的手段.本文以f MRI数据为基础,首先,介绍了f MRI数据采集、人脑功能划分及其基本流程;其次,给出了一种人脑功能划分方法的分类体系,并详细阐述了其中主要的人脑功能划分算法;再次,梳理了人脑功能划分中常用的相似性度量和评价指标;最后,总结了人脑功能划分的应用,并深入地分析了人脑功能划分中存在的挑战及未来的研究方向,以期对相关研究提供有益的参考.     

早期综合干预有助延缓阿尔茨海默症的发生

阿尔茨海默症(Alzheimer’s disease,AD)的典型病变包括认知异常、脑内amyloid?(A?)沉积形成的老年斑(senile plaque)、异常磷酸化Tau蛋白形成的神经纤维缠结(neurofibrillary tangles,NFTs)、胶质细胞激活以及脑萎缩.在近100多年的研究过程中,国内外同行把研究重点集中在AD的临床阶段,追求单一靶点的药物.然而,这些努力尚未在临床治疗上实现重大突破.当前,AD临床前阶段(preclinical phases)的早期病理变化和干预措施研究受到了相当的重视.为了延缓老年痴呆的发生,在强调多靶点药物研发的同时,其他干预方法,包括改善生活习惯、调节饮食、参与社会活动、进行适当的体育锻炼等,也在AD的防治中得以研究与应用.     

基于丙泊酚麻醉的相位模式复杂度同步及脑网络变化

麻醉诱导的无意识在宏观尺度表现为大脑区域之间功能连接的中断.然而,在介观尺度,麻醉的脑意识消失作用机制仍不明确.本研究分析了9名接受丙泊酚全身麻醉的癫痫患者(年龄18～54岁)的皮层脑电(electrocorticogram,ECoG)数据,采用了相位模式复杂度(phase-pattern complexity,PPC)的同步估计方法,并基于图论度量了皮层尺度麻醉前后的聚类系数、平均特征路径长度、全局效率、局部效率和中介中心性等几种网络特征参数.结果表明,delta-theta(1～8Hz)频段和gamma2(48～60Hz)频段在意识消失后的PPC值显著降低(分别为P0.01,P0.05).皮层尺度脑网络则由节点间的强连接转变为以少数节点为枢纽节点,并成散射状连接其他节点的网络拓扑结构.研究表明,麻醉导致的意识消失与皮层尺度神经活动的相位模式复杂度的降低及对应的拓扑网络的简单化有关.     

大脑前额叶与思维

思维是人脑的重要功能.人类之所以具有高超的智慧,与人类大脑有着高度发达的思维功能是分不开的.长期以来,人们一直在作出种种努力,希望揭开大脑思维功能之谜.自从十九世纪中期医学临床观察中发现大脑额叶损伤的病人出现言语功能障碍,进而在额叶皮层发现言语中枢(Broca 区)以后,逐渐形成了大脑功能定位的概念,即大脑的不同部位有着不同的生理功能.例如大脑枕叶与视觉功能有关,颞叶与听觉功能有关,顶叶与躯体感觉功能有关,额叶的后部与随意运动功能有关等等.那么,额叶前部有什么     

如何早发现早诊断阿尔茨海默病

2004年6月5日,93岁的美国前总统罗纳德?里根结束了与阿尔茨海默病(AD)长达10年的斗争,与世长辞.这使全世界的目光再次聚焦到AD这一由德国医师阿尔茨海默于1906年最先描述、此后一直严重威胁人类健康的疾病.     

左侧颞下叶在面孔信息加工中的作用:一项ECoG案例研究

功能核磁共振成像(f MRI)的研究已经发现,人类梭状回包含专门加工面孔的区域,通常被称为梭状回面孔区(FFA).然而,仅依靠f MRI技术本身不能直接说明FFA与面孔加工间存在因果关系.结合f MRI、颅内电极记录、电刺激技术可直接为二者的因果关系提供重要的证据.本研究借助一例难得的颅内置入电极恰好与左侧FFA重叠的癫痫病例系统地考察了左侧FFA的功能属性.当前研究结果显示,左侧FFA的血氧水平依赖反应和电生理反应都表现出较强的面孔选择性;电刺激与左侧FFA重叠的电极不影响真人面孔知觉;电刺激左侧FFA引起面孔形状感知变化.本研究揭示了左侧FFA在面孔精细特征的加工中起着重要的作用,它在功能上可能区别于右侧对应区域.     

孤独症脑自发活动动态性及其整合的异常机制

孤独症谱系障碍(autism spectrum disorder,ASD)是一种病因未明,患病率日益增高的神经发育障碍.目前大多数静息态功能磁共振成像(resting-state f MRI,R-f MRI)研究仅考察了ASD患者脑活动的静态特征,忽视了动态特征.近期研究发现,不同R-f MRI局部指标的动态性之间存在一致性.本研究基于ASD公开数据库,使用滑动时间窗方法系统计算了480名ASD患者和539名健康对照(typical control,TC)被试的主流R-f MRI局部指标的动态性及R-f MRI局部指标之间的一致性动态特征,并考察了这些指标与ASD行为指标之间的关系.我们发现ASD患者在外侧额叶呈现出动态性显著升高,该现象在低频振幅(amplitude of low-frequency fluctuations,ALFF)和度中心性(degree centrality,DC)的动态性中都有体现.我们也发现ALFF,DC和局部一致性(regional homogeneity,Re Ho)的动态性在视觉相关脑区,如梭状回、距状沟和舌回呈现下降.在进一步考察了这些指标之间的一致性动态特征后,发现ASD患者的一致性动态特征显著低于TC组被试,表现出显著下降的功能整合能力.我们的结果表明ASD患者存在着脑自发活动动态性及其整合的异常.     

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.     

社会经济地位对大脑结构与功能的影响

社会经济地位(socioeconomic status, SES)与大脑结构和功能的关系对于理解社会经济因素对心理行为的影响以及预防大脑和心理疾病具有重要意义.在过去十多年中,研究者使用认知神经科学的方法对SES与大脑的关系进行了探索,发现SES与大脑结构和功能之间可能存在相关性,但这些研究的结果却不完全一致.本文从大脑结构与功能两个层次出发,按照认知与情绪两大主题对SES与大脑关系的认知神经科学研究进行回顾,在此基础上对比不同研究结果的异同之处.结果发现:(1)在脑结构上, SES水平与海马体(主要负责记忆)、前额叶(参与执行功能等高级认知过程)及皮层下结构(主要包括参与情绪加工的杏仁核等结构)可能存在相关;(2)在脑功能上,不同SES水平的个体在进行执行功能、学习和记忆等相关任务时,大脑活动模式可能存在差异,同时正性与负性情绪刺激所引发的大脑活动在不同SES水平的个体上可能有所差异.值得注意的是, SES与大脑关系的研究中还面临着诸多挑战,如SES测量的复杂性和全面性、大脑结构与功能自身发展和测量的复杂性、SES影响大脑机制的多层次性等.未来的研究需要应对上述的挑战,同时考虑文化差异等影响,从而能够更准确地理解SES与大脑的关系,并为中国社会治理政策提供指导.     

BDNF基因rs6265多态性与父母严厉管教对学前儿童工作记忆的交互影响

工作记忆是执行功能的重要组成部分,基因与家庭环境因素如何交互影响学前儿童工作记忆,目前尚缺少研究.本研究以632名学前儿童(平均年龄=5.14岁, SD=0.94)为被试,考察了BDNF基因rs6265多态性与父母严厉管教对学前儿童工作记忆的交互影响.研究结果显示, BDNF基因rs6265多态性与父母严厉管教对学前儿童工作记忆成绩的交互作用显著.具体而言,携带Val/Val基因型学前儿童的工作记忆成绩在高父母严厉管教条件下显著降低;对于携带Met等位基因的学前儿童,其工作记忆成绩在不同父母严厉管教条件下没有显著差异.研究结果支持了素质-压力模型,表明对工作记忆发展关键期的学前儿童而言, Val/Val基因型是消极环境的脆弱性因子,携带Val/Val基因型学前儿童的工作记忆容易受到消极环境的负面影响,这为理解学前儿童工作记忆发展的基因与环境交互作用机制提供了新的证据.     

不同时间尺度的静息态功能脑网络对抑郁症识别的影响

研究显示,功能连接为特征被用于抑郁症机器识别的研究受到人们关注,但不同时间尺度的静息态功能脑网络能捕获抑郁症神经病理信息的水平尚不明确,对抑郁症识别效果的影响也未知.本研究采用非线性回归方法,建立了不同时间尺度的脑网络对抑郁症识别效果影响的模型,并阐明了典型时间尺度的脑网络所捕获的抑郁症病理信息.研究分析了64例临床抑郁症和53例健康对照被试的数据.首先,建立功能脑网络,获得抑郁组显著的功能连接;其次,将显著连接输入支持向量机训练、测试,获得敏感、特异以及精确度;再次,建模识别效果随时间变化的规律,获得识别效果的模型.初具识别能力的网络时间尺度约为46个重复时间(repetition time,TR),主要捕获后扣带回与眶额叶皮层间,右眶部额中回与左角回间,左回直肌与左海马间强化的功能连接.获得最好识别效果的网络时间尺度约为114个TR,且多捕获了右角回与双侧顶下缘角回、额中回间,左杏仁核与左缘上回、右中央沟盖间弱化的功能连接.随时间的增加,脑网络可能捕获某些与抑郁症不直接相关的连接,使识别效果降低.因此,抑郁症识别效果随静息态功能脑网络时间尺度的增加呈现倒U形趋势.这将为进一步研究抑郁症的神经病理机制和提高其智能识别效果提供参考.     

幸福感的静息态功能磁共振成像低频振幅

人人都想得到幸福,但并不是每个人都有相同的获得幸福的能力.对于幸福个体差异这一重要而又有意义的问题,以往很少有研究来探索该问题的神经起源.本研究采用静息态功能磁共振成像中的低频振幅(amplitude of low frequency fluctuations,ALFF)技术,以159名健康大学生被试为对象,研究了幸福感与大脑自发神经活动之间的关系.结果发现,额叶、顶叶以及部分皮层下区域的ALFF值与幸福感有紧密关系.具体地说,左、右侧眶额皮层和左侧背外侧前额皮层,以及右侧尾状核的ALFF值随着幸福感的增加而升高,并且这些区域的ALFF值都与情绪有显著相关.相反,右侧中扣带皮层,左侧顶上沟以及双侧楔前叶的ALFF随着幸福感的增加而降低.这些区域的ALFF值不仅与情绪有关,而且还与沉思的倾向有关系.这些大脑区域的ALFF值与幸福感的关系可能表明了高低幸福感个体在自我反思、奖赏加工、情绪调节等能力上存在显著差异.