语言发展认知神经科学研究:重要进展、趋势与规划建议

语言是人类独特的脑高级功能.语言发展和脑发育是发展认知神经科学研究的核心领域之一.深入理解语言发展和脑发育的复杂联系,不仅对破解人脑奥秘意义重大,同时可为理解和促进人类脑智发育提供重要依据.本文概述了语言获得和发展的脑机制、阅读发展与脑发育、二语学习年龄效应及脑机制、语言发展的遗传因素等方面的重要研究进展,并基于当前该领域的主要发展趋势,为我国布局该领域研究提出了建议.当前语言发展认知神经科学研究呈现如下主要趋势:通过方法创新,深化语言不同成分发展的脑机制研究,从而推进语言作为整体系统的研究;将语言发展脑机制的研究向认知、情感、社会行为相互联系的脑机制研究推进,以破解人类脑智发育奥秘;通过整合基因-环境-脑和行为,探索语言脑发育的生物-社会-心理机制;重视基础数据收集和积累,特别重视开展大样本长期追踪的语言脑发育队列研究.基于国际进展、趋势和我国现实需要,建议我国在此领域研究规划中重视研制、推广应用语言发展评估标准化工具,加强先进仪器设备的方法学训练;围绕汉语发展的脑机制,尽快开展脑与语言发展的大规模前瞻性队列研究,强化我国相关研究的优势和特色;重视面向满足国家促进亿万儿童语言发展的重大需求,结合政策、教育与医疗应用的具体需求,在语言发展促进,特别是阅读能力提升和障碍防治等领域,尽快开展有针对性的转化应用研究.此外,为推进语言认知神经科学基础与转化应用研究,还需要大力提倡合作与开放,推动本领域原始和集成创新.     

常染色体隐性遗传小头畸形相关蛋白研究进展

脑发育相关疾病是一类影响大脑或中枢神经系统生长和发育的疾病。常染色体隐性遗传小头畸形(autosomal recessive primary microcephaly, MCPH)是一种神经系统发育障碍疾病,病人主要表现为头围减小,并伴随一定程度的智力衰退。迄今为止已发现至少有25个基因突变都会导致MCPH,根据它们发现的顺序分别命名为MCPH1～25。MCPH蛋白作为重要的成份参与调控大脑发育相关信号通路。本文对目前发现的25个MCPH相关蛋白的表达模式、细胞定位、分子生物学功能、表型及动物模型进行了综述,旨在提升人们对脑发育相关疾病的致病机制的认知,促进对神经元生成、脑尺寸大小及脑功能调控等分子机制的研究。     

动作发展神经科学:未来路径与布局

儿童早期动作的发展可视为个体早期的外显智力,动作的毕生发展与个体认知发展及个性和社会性发展密切相关.认知神经学科和脑科学技术的革命性发展为研究动作领域的毕生发展的神经机制提供了基础和契机.从毕生发展的角度看,动作的产生以及动作技能的获得是婴儿阶段发育的里程碑;到了儿童青少年期,动作技能的有效性、精确性和稳定性均得到提高;成年早期到晚期,运动能力经历了巅峰到明显衰退的转变.目前关于动作的神经机制的研究主要探究了毕生发展过程中动作的产生、发展、衰退背后的大脑结构变化及大脑网络连接的改变.本文从认知科学和认知神经科学角度回顾了个体动作在婴幼儿期、儿童青少年期及成年期等阶段的发展特点及其背后的神经机制,提出了未来该领域认知神经科学方向面临的挑战及亟待解决的问题,并对国内该领域未来的研究和发展进行了分析和预测.     

人类的利他性惩罚：认知神经科学的视角

利他性惩罚广泛存在于人类社会中,在群体合作与规范维护方面起着重要的积极作用．个体作为潜在的惩罚者,从知觉到不公平事件到做出惩罚行为,需要经过一系列的认知和情绪过程,包括公平判断、奖赏加工、自我控制以及心理化等过程,并且调用相应的神经生理机制．认知神经科学为理解人类的利他性惩罚行为提供了新的视角和方法．本文基于最新的研究发现,综述了利他性惩罚相关的神经生理基础．     

人脑功能连通性研究进展

对人脑结构和功能的深入研究,已经要求脑成像技术不能仅仅局限于研究简单的脑功能定位问题,即寻找和定位与特定认知任务相关的某一块或者一组大脑皮层功能区,而必须研究分析各功能区间的动态功能连通和整合问题,即描述特定脑功能区域间的交互作用以及这些交互作用如何受认知任务的影响.已有几种非常规的脑成像技术和数据分析方法,包括时间相关性分析、心理生理交互作用(PPI)、结构方程模型(SEM)、动态因果模型(DCM)、弥散张量成像(DTI)等等,被成功用于人脑功能连通性和有效连通性的研究.脑功能连通性研究的发展,有利于深入理解人脑在系统水平上的动态运作方式,是今后认知神经科学发展的一个重要方向.     

情绪的脑机制研究在社会认知神经科学中的进展

社会认知神经科学是近几年国外新兴起的交叉学科,旨在阐述社会性、情绪性的体验与行为的心理和神经基础。它综合了认知神经科学与社会心理学研究的长处,对刻板印象、态度与态度改变、他人知觉、自我认知以及情绪与认知交互作用等方面进行了深入研究。主要范式是应用认知神经科学的方法来验证社会心理学在这些范畴上的各种不同理论观点,并在某些方面取得了突破性进展,但仍存在着广泛的发展空间。随着当前各种脑成像技术的革新,人们对情绪状态下大脑的神经活动的了解在原来认知的层面上有了进一步提升。本文主要阐述社会认知神经科学在情绪的脑机制研究上所取得的进展。     

老化认知神经科学:研究现状与未来展望

人口老龄化已经成为我国乃至全球面临的一个严峻的社会问题.开展老化认知神经科学研究,从认知、脑结构和脑功能层面揭示脑老化的机制和规律,进而探索并开发出延缓认知下降的方法和工具,对保持老年脑健康及提升生活质量具有重要意义.本文从脑结构老化、脑功能老化以及脑血流量与脑老化等方面概述了认知老化的神经机制.前人从补偿和去分化角度构建了多个认知老化理论和假说,然而,这些理论和假说较少考虑到脑结构老化、静息态研究及脑血流量的研究发现.坚持规律的运动、多做一些认知参与的活动、保持健康的生活方式和饮食模式,有助于老年人保持认知功能并延缓认知与脑老化.在老化认知神经科学未来发展方向上,从认知老化理论的发展以及成人毕生发展视角,对脑老化的脑功能网络研究、脑老化与可塑性以及基因对脑老化的影响等方面进行了展望.最后,本文从建立中国成人毕生发展行为-基因-脑数据库、使用和研发新技术研究认知老化、深入探索有效的脑功能改善方法、开展农村老年人研究及临床老年群体研究等方面,对国内老化认知神经科学的发展趋势进行了展望.     

雌激素对情绪的影响：心理、神经、内分泌研究

雌激素通过复杂的生理和心理学机制对中枢神经系统施加影响.生理学方面包括：雌激素在杏仁核、海马和前额叶等这些与情绪认知相关的重要脑区内影响神经递质的产生和效能;雌激素可以作用于下丘脑-垂体-肾上腺轴,改变情绪性行为;雌激素受体的基因转录也可以调节情绪性行为的变化.雌激素也通过神经心理学的因素影响情绪加工：雌激素可以提高情绪编码技能,提升表情识别的准确性;雌激素能够影响情绪的唤醒,改变个体情绪体验的强度.未来的研究要融合心理、神经和内分泌等各种因素,以解决女性情绪障碍这一难题.     

X连锁非特异性精神发育迟滞相关基因功能研究进展

X连锁非特异性精神发育迟滞相关基因是一类目前研究较多的基因,其突变或缺失患者仅具有一般或特殊认知功能障碍的单纯表现型。从生物学功能和认知功能两方面研究X连锁非特异性精神发育迟滞相关基因,不仅对弄清非特异性精神发育迟滞的遗传基础有重要意义,而且还能开拓出研究人类认知功能的分子遗传机理的新领域。文章就目前对X连锁非特异性精神发育迟滞相关基因的生物学功能和认知功能的研究现状,及该研究方向的发展前景进行了综述。      

细胞信号转导与X连锁的非特异性精神发育迟滞

非特异性精神发育迟滞是患者仅表现出一般或特殊认知功能障碍的一种病症。对相关的基因及其生理功能进行研究,不仅对弄清非特异性精神发育迟滞的遗传基础有重要意义,还能揭示人类认知功能的分子遗传机理。文章对一些涉及X连锁的非特异精神发育迟滞的基因,其表达产物同时参与细胞信号转导的信号分子,如跨膜受体、鸟苷酸相关蛋白和激酶的生理功能及其研究现状进行了阐述,揭示了细胞信号转导与人类认知活动之间的密切关系,为精神发育迟滞的治疗或预防提供新思路。     

脑类器官技术的发展与应用

脑类器官是由多能干细胞在三维培养条件下,通过添加神经发育相关调控信号而分化产生的与脑的细胞组成、解剖结构相似,并可以体现出类脑的发育进程及生理、病理和药理等特征的细胞培养物,是迄今在体外研究人脑发育与相关疾病,并开展药物筛选的良好模型。伴随着技术发展,脑类器官在研究脑发育与疾病,不同脑区以及脑与其他组织/器官间的相互作用,脑进化等多个方面发挥重要作用。该文综述了脑类器官的发展历程,及其在探索脑发育、疾病模拟和药物筛选等方面的进展。     

时间认知的年老化及其神经机制

时间认知功能的增龄性衰退表现得较晚,主要在高龄老年人中表现出时间认知功能的衰退.随着年龄的增长,老年人内部时钟的速率变慢,变异增大.注意及记忆功能随年龄增长而衰退,这些一般认知功能的改变影响老年人的时间认知功能.正常的时间认知功能依赖于"核心-背景"时间加工脑网络结构和功能的完好,这些脑区或功能通路的障碍会导致时间认知功能的损伤.老年人在一定的年龄范围内,可以通过认知补偿策略保持相对完好的时间认知功能.     

脑功能图像的形态测量学方法及应用前景

随着认知神经科学的发展,人们逐渐认识到脑代谢的改变可能是受特定精神状态或疾病的影响,脑功能图像能够表达一定的病理学信息.对脑功能图像进行定量分析研究的方法迅速发展.文章综述了脑功能图像处理中的各种形态测量学方法及其优缺点,并对其应用前景和存在的问题进行探讨.     

抑郁症相关的静息态脑功能网络异常

近年来,静息态脑功能磁共振成像(resting-state functional magnetic resonance imaging, rf MRI)被大量用于揭示抑郁个体脑功能网络的异常,主要体现在默认网络、认知控制网络和情绪网络各自内部及三大网络之间交互作用方面.与正常人相比,抑郁个体默认网络内部的异常主要表现为前部功能连接增强而后部功能连接减弱,前后两部分的异常可能有着分离的模式;认知控制网络内部的异常表现为功能连接减弱;而在情绪网络内部,抑郁个体的异常主要表现为边缘系统功能连接增强以及奖赏回路功能连接减弱.抑郁症对不同网络之间交互作用的影响主要体现在各个网络代表节点之间的功能连接异常.这些功能网络之间的交互异常可能反映了抑郁个体大脑在资源分配以及信息整合两方面存在缺陷.基于当前研究存在的不足,未来研究可关注抑郁症的多维度大数据整合和个体化研究,并将抑郁症与其他精神疾病脑网络异常的共性与特异性进行比较,在更深入揭示抑郁症神经机制的基础上为临床诊断和干预提供有效的生物学标记.     

环境雌激素双酚A对脑和行为发育的影响

双酚A是一种具有代表性的环境内分泌干扰物, 其广泛使用引起的对人类和野生动物的危害不容忽视. 双酚A具有类雌激素和抗雌激素活性, 可与雌激素受体结合, 模拟或干扰体内雌激素的合成、代谢和活动, 从而影响机体的生理功能. 在脑发育过程中, 双酚A不仅影响脑内雌激素合成关键酶芳香化酶的表达和活性, 还可改变不同脑区雌激素受体(ERα和ERβ)的表达, 并因此放大或干扰雌激素对脑发育的调节作用. 经典的雌激素核受体机制和非基因组细胞信号系统均参与双酚A对脑发育的影响. 许多脑区特别是与行为相关的如下丘脑、脑干蓝斑、皮层和海马等脑区的结构、递质系统等发育受双酚A影响, 干扰其发育的性别分化, 并因此影响生殖行为、探究、焦虑和学习记忆等多种神经行为的性别分化. 双酚A影响脑发育的细胞、脑区和时间特异性, 以及对脑发育过程影响的动态变化, 使双酚A对脑发育的影响非常复杂. 发育中的脑对双酚A特别敏感, 低于环境排放安全标准剂量的双酚A已可影响脑和行为的发育. 因此, 双酚A环境排放安全标准的重新制定非常必要, 而对双酚A毒理学的进一步实验研究和流行病学研究将有助于其环境排放安全新标准的确定.     

猕猴早期胚胎脑的发育与凋亡相关蛋白P53的表达

目的探讨猕猴早期胚胎脑的发育及细胞凋亡相关蛋白P53的表达.方法建立猕猴早孕模型,获取早期胚胎,采用单克隆抗体链霉素亲生物蛋白过氧化酶 (SP)免疫组织化学方法,检测P53蛋白的表达.结果在猕猴25d、40d和55d胚胎脑均检测到P53免疫反应阳性神经细胞,随着胎龄的增加,P53免疫反应阳性表达率逐渐增大.结论在早期猕猴胚胎脑发育的不同时期内P53蛋白均有表达,并在胚胎脑发育过程中表达逐渐增加,调控脑的发育.     

神经科学：脑研究的综合学科

目录一、神经科学对社会和科学发展的意义（一）神经科学对社会健康的意义（二）神经科学对社会发展的意义（三）神经科学发展的科学意义（四）国际社会和国际科技界对神经科学的重视二、神经科学前沿简介（一）脑的高级功能（二）脑和神经系统的疾病（三）脑发育的分子原...     

汉语数词和数字脑加工差异的功能磁共振成像研究

数字加工是人类最重要的认知功能之一,数字加工与语言之间的关系也一直是认知神经科学的研究焦点.本文采用功能磁共振成像技术,通过比较阿拉伯数字和汉语数词对数字大小比较任务加工的影响,考察了语言与数字加工的关系.结果显示,不同语言编码影响了脑内数字处理加工的模式,在以汉语数词为编码的情况下,梭状回的激活显著高于阿拉伯数字为编码的情况,顶叶的激活则弱于以阿拉伯数字为编码的情况.这表明数字加工会受到语言编码的影响,支持了数字加工与语言密切相关的观点.     

母爱行为影响子代的表观遗传机制

生命早期社会环境会对人类个体身心健康产生持久的影响已久为人知,然而要了解生命早期经历(包括来自母亲的关爱行为)与一生的认知和情绪健康之间的因果关系却只能借助于动物模型。文章综述了大鼠母爱行为对子代成年后应对应激的行为和繁育行为的影响及其表观遗传机制,并就这一模型对于环境因素影响人类身心健康的研究所具有的意义进行了展望。     

母婴分离增加成年后罹患焦虑和抑郁障碍风险的神经生物学机制

儿童忽视,作为一种最普遍的儿童虐待,已经引起严重的公共卫生关注。遭遇儿童忽视的儿童会经历持久的心理和行为损伤,包括高发病率的创伤后应激障碍、抑郁、酒精和药物滥用、注意缺陷/多动障碍,以及认知功能异常。啮齿类和人类的脑发育有诸多相似之处,因而啮齿类母婴分离模型被广泛用于模拟人类生命早期母婴联结中断的情形。本文扼要回顾了近年发表的有关母婴分离增加成年后罹患焦虑和抑郁障碍风险的神经生物学机制研究进展,资料主要来自人类的临床研究和啮齿类动物的临床前研究。