共情的毕生发展及其神经基础

共情是指个体感知或想象他人的情绪状态,部分体验到他人感受,并做出适当反应的能力.当前时代背景下,从神经科学角度出发,采用神经影像学方法,探究共情的神经基础,把握共情的毕生发展规律,并针对性地提升个体共情能力对社会发展至关重要.目前的研究发现,共情的发展具有阶段性,个体的共情于婴幼儿期便已开始萌芽;儿童中期开始,个体共情反应表现得更加灵活、可控;从青少年到成年早期,个体的共情发展已趋于成熟;进入成年中晚期后情绪共情回升,认知共情有所下降.目前共情神经基础领域的研究多集中在儿童期、青少年期和成年早期,着重探讨共情相关的大脑区域和大脑网络,以及个体的共情水平、特点与大脑结构或功能特征之间的关系.本文在梳理以往共情毕生发展和神经科学相关研究的基础上,从测量、技术路线、研究切入点以及研究成果转化等方面对该领域的未来研究方向进行了展望,并对国内该领域研究的发展路线进行了一定规划.     

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.     

人类共情领域认知神经科学:研究展望与应用启示

共情是人类的高级情感能力之一,能够抑制攻击倾向,激发亲社会行为.良好的共情能力有助于和谐人际关系的形成,对个体自身的身心健康及社会稳定都具有积极作用.一直以来,行为学测评技术在共情研究领域占据主导地位,在儿童青少年时期的研究已取得较为丰硕的成果.随着现代脑成像技术的发展,共情研究进入新的历史阶段,人类共情领域认知神经机制的探索逐步展开.本文通过梳理人类共情的毕生发展规律,论述了共情及其发展的神经机制,并在此基础上展望了学科未来发展方向,即未来研究需进一步探察共情毕生发展规律的脑机制;开发高信效度测评工具以完善共情研究体系;搭建大数据跨文化研究平台,实现多学科协同创新发展.此外,基于基础研究结论,本文阐述了共情相关认知神经研究对教育和健康领域的启示.教育方面,基于儿童青少年大脑发展规律,应寻找共情发展的关键期,开展建设学校、家庭和社会共同培育的共情能力体系;健康方面,首先,结合共情的脑科学研究发现,预测和识别异常共情发展;其次,可结合机器学习,开发临床共情相关的应用技术与产品;最后,以镜像神经系统为窗口,开展共情相关的类脑研究等.这些探索将在国家教育和健康战略规划以及科技发展等层面产生重要的现实意义.     

认知控制发展神经科学:未来路径与布局

认知控制是个体在信息加工过程中,通过调配资源自上而下地对相关信息进行储存、计划和操控的过程.认知控制的研究包含选择性注意、冲突解决、工作记忆、认知灵活性、抑制控制等不同方面,每个方面都有其独特的毕生发展规律.结合心理物理学和神经影像学方法,揭示认知控制的发展规律,了解认知控制与其他心理功能发展的制衡与促进,探索认知控制的可塑性和认知训练,对于解决认知控制发展失衡所导致的成瘾行为障碍,以及年龄增长所带来的认知老化等问题有重要意义.目前,针对认知控制的大规模标准化测试依然欠缺,考虑到认知控制包含多个子维度,开发标准化测试集、建设常模数据库,并结合现有大数据分析技术,从不同层面检验认知控制及其发展的调控因素将是未来的发展重点.本文在对以往认知控制毕生发展相关研究进行梳理的基础上,分析了我国当前研究面临的机遇与挑战,并提出未来发展的规划与路线.     

预测性编码在视听觉神经活动中的典型表征

现代神经科学研究指出，大脑是外部世界的“预测器”，它能根据先验知识和当前信息对即将到来的感觉信息进行主动估计，从而完成与外部世界的高效交互。预测性编码是描述预期作用机制的主要理论模型，梳理其在解释视、听觉神经现象方面的研究进展，可为深入理解大脑工作模式提供新的理论基础。本文简述了预测性编码的内容；从常用范式、典型现象、面临争议等方面梳理预期与感觉输入相互作用的典型研究；从有预期无刺激的神经表征、预期相关神经振荡模式两方面简述预期独立于刺激的内源性神经表征；进而回顾了支持预测性编码中分级结构的神经生理证据及重要神经结构。最后，本文从深化理论研究、助力疾病诊疗、启发脑-机接口技术等方面对预测性编码相关研究的发展进行了展望。深入理解预测性编码在视、听觉神经活动中的计算模型及神经表征，有望为揭示大脑感知觉神经活动工作模式开辟新途径。     

大脑神经联接图谱的研究进展

脑科学旨在阐明神经系统结构和功能,揭示大脑工作的神经机制.由于大脑中神经元数量庞大,神经元形态和功能种类多样,神经元之间的结构与功能联接错综复杂,使得研究脑工作原理尤具挑战.因而,在全脑尺度上绘制神经元之间的联接,即神经联接图谱,揭示大脑各脑区、核团、神经元之间的功能和结构联系,是全面理解脑工作原理的基础.近几年,多维度多模态成像、神经环路示踪与功能调控、图像处理等技术的进步,推动了神经联接图谱研究的迅速发展,使人们得以在局部脑区乃至全脑尺度上观察神经元的形态、联接与活动.本文总结近年来宏观、介观、微观脑神经联接图谱相关技术的进步和神经环路结构与功能研究的进展,对脑联接图谱研究领域面临的挑战与发展趋势加以探讨,并提出斑马鱼(Danio rerio)是目前在全脑尺度上阐释脑结构和功能神经联接图谱的理想动物模型.     

条件化恐惧记忆消退的神经振荡机制

恐惧作为个体应对内外界危险因素形成的自我保护机制的一部分,在生物体的生存中发挥着重要作用.但过度的恐惧不仅对个体生存无益,反而易引发创伤后应激障碍、焦虑等精神疾病,严重影响个体生活质量.临床上通常采用基于行为学研究结果的暴露疗法对恐惧相关疾病进行治疗,然而在患者处于治疗环境之外的时候,上述症状经常会复发.因此,解析恐惧记忆相关神经环路内信息处理的神经机制,对于理解这些疾病的发生发展,寻求切实有效的治疗方案至关重要.大量研究表明与恐惧记忆消退相关的脑区主要涉及杏仁核、内侧前额叶和海马.在恐惧消退的过程中,这3个脑区表现出特定的神经振荡模式,而且这些活动也具有同步性,构成了恐惧记忆成功消退的神经基础.未来可利用基于神经神经振荡的无创性脑刺激手段干预恐惧记忆消退的神经环路,以促进恐惧记忆的消退并避免复发,为恐惧相关障碍的临床治疗提供重要的科学依据.     

语音处理的神经电生理学基础研究进展

解码大脑在语音处理过程中涉及的信息加工层级结构、皮质响应机制及功能连接模式,是神经语言学领域的研究重点.以语音信息加工时序为依据,可将该认知过程划分为:初级声学信号时频编码(spectrotemporal analysis of primary acoustic signals)、音素处理(phonemic processing)以及词汇-语义加工(lexical-semantic processing) 3个处理阶段.目前,研究者已对各阶段的神经机制进行了广泛且深入的研究,但不同模型理论/假说难以整合互补,有必要进行梳理与总结.本文将以大脑处理语音信息的3个阶段为主线,以电生理学方法为侧重范式,对各阶段下的皮质映射、神经振荡模式以及事件相关响应机制等神经基础研究现状进行总结评述,以期为进一步了解语音信号如何在人脑中进行处理和表达等相关研究提供一定的参考.     

基于功能性近红外光谱技术的双人同步交互测量研究

多人同步交互式记录是认知神经科学的一种新的研究范式,它可以揭示两个或多个个体的大脑间在社交情境下神经活动的耦合。这一目标仅靠单个大脑活动的记录与测量是无法实现的。功能性近红外光谱成像在进行多人同步交互记录研究中有独特的优势。该方面的研究已经涵盖了社会认知神经科学的多个领域。本研究使用近红外光谱成像对社交情境下自我表露的双人大脑前额皮层的活动进行交互式测量,并使用小波相关来分析双人大脑互动时的神经同步性。研究结果表明在进行社交对话时,被试对的大脑间左侧额中回、右侧眶额皮层和右侧额下回下部的活动同步性显著增强。共情能力与社交情境下脑间同步性的强度呈正相关,这种关系主要体现在右侧额下回。本研究支持了采用近红外光谱成像技术研究多人同步交互记录大脑间神经耦合的可行性和有效性。     

孤独症谱系障碍的遗传基础与神经机制

孤独症谱系障碍(autism spectrum disorder,ASD)是一种神经精神障碍,主要表现为社会交往障碍、交流障碍以及局限性的兴趣和重复刻板的行为模式三个主要核心症状．本文介绍了ASD的遗传基础和神经机制的最新研究进展．ASD具有较高的遗传率,且ASD个体的5-羟色胺和睾丸激素都较高．神经影像学研究发现,ASD个体的杏仁核、扣带回、梭状回、镜像神经元和前额叶等大脑区域在结构和功能上都与正常发育个体存在差异,但在个别区域激活模式的差异方向上仍存在不一致的地方．此外,功能连接的研究结果也证实了ASD个体连接不良的假设．未来的研究应该更多地着眼于如何利用这些基础研究成果为临床上提出有效的治疗和训练方式．     

Science:高风险阿尔兹海默氏症的年轻人或大脑存在异常

正最近,一项刊登在国际杂志Science上的研究论文中,来自德国神经退行性疾病中心的科学家们通过研究表示,有患阿尔兹海默氏症风险的年轻人的大脑或许在处理空间导航上相比正常个体存在一定差异。研究者指出,当然是否这种大脑改变是患阿尔兹海默氏症的先兆还不得而知,目前具体的研究机制还并不清楚,还需要进行大量的研究才可以得知。研究者Axmacher表示,如果大脑的差异的确可以帮助预测个体后期会患阿尔兹海默氏症,那么利用相关的研究信息或许就可以发现高风险     

Gamma节律：认知障碍疾病的潜在诊断靶点

神经精神类疾病是威胁人类健康的重大疾病,具有高患病率的特点,且患者通常伴随有认知障碍.长期以来,临床针对神经精神疾病的诊断主要是根据患者的临床表现,缺乏统一的客观标准,治疗手段也具有一定的难度且会产生副作用.因此开发高效客观的诊疗方式是神经精神疾病研究和临床实践的重难点.脑电图是反映脑功能变化的一种临床检查方式,其特征性节律的检测可作为大脑损伤的指标. Gamma节律(γ节律)作为与认知相关的一个重要神经节律,在大脑高级功能中扮演重要角色.众多研究发现神经精神类疾病的患者和动物模型伴随有γ节律的紊乱,这预示着基于认知核心脑区γ节律的神经检测与调控可能实现精准诊疗.本文综述了面向神经退行性疾病和精神类疾病开展的γ节律研究进展,通过梳理以往研究中γ节律在调节认知、学习记忆时的特征规律和相关分子基础,提出γ节律可能成为未来临床检测神经精神疾病无创高效的客观靶标,并在此基础上对未来的研究进行了展望.     

艾宾浩斯错觉的脑形态学机制及其与冲动性人格的关系

艾宾浩斯错觉是一种具有代表性的大小错觉,但是对其神经机制的探索还较为缺乏.前人的研究主要应用了功能性磁共振成像的方法,揭示了人类初级视皮层和腹侧通路在错觉形成中的作用.至今还未有研究直接探索该错觉在大脑形态学方面的神经基础.另外,作为一种稳定的错觉现象,其与人格特质的关系也值得进一步研究.因此,本研究从稳定的人格特征和脑形态学特征的个体差异出发,探究艾宾浩斯视错觉的神经机制及其与人格的关系.研究发现,艾宾浩斯错觉效应和左侧眶额叶及背外侧前额叶的灰质体积具有显著的正相关性;艾宾浩斯错觉效应和巴瑞特冲动性人格具有显著的负相关性;进一步分析发现,冲动性人格特质在左侧眶额叶灰质体积与艾宾浩斯错觉效应之间起部分中介作用,表明了冲动人格作为个体稳定的心理特征,在视错觉的形成过程中起重要作用.本研究首次尝试从人格和脑形态学两方面研究视错觉形成的认知神经基础,对理解视错觉的产生过程和现实意义具有积极的推动作用.     

人类情绪发展认知神经科学:面向未来心理健康与教育

人类情绪发展认知神经科学,主要研究情绪与认知发展以及脑发育之间的关系.其中,儿童青少期既是脑智发育与情绪认知发展的重要黄金期,又是情绪问题及相关障碍的首发敏感期,容易受到遗传与环境风险因素的交互影响.近年来,情绪认知神经科学的兴起和发展,特别是无创脑功能成像、传统发展心理、生理心理和行为遗传学等技术方法的融合,为解析人类情绪发展的认知神经机制带来新的变革,也为理解情绪相关障碍的产生机制,及其早期鉴别、诊断与干预提供了科学依据.本文从情绪发展认知神经科学角度,系统梳理了情绪毕生发展的研究进展,具体包括情绪相关神经系统的发育及影响因素,可以追溯至个体生命早期,并受到遗传与环境的交互影响.出生后,婴幼儿期情绪功能不断分化并呈现多元化发展特点,包括复杂高级情绪的不断产生、从外化到内化情绪体验以及情绪表达和调节能力增强;青少年期出现生理激素变化与脑发育重塑;成年期情绪系统发育逐渐稳定,但仍会受到个体生理心理变化的影响;进入老年期,随着脑认知功能逐步衰退和老化,情绪调控功能衰退随之显现.最后,结合国家和社会对精神健康的迫切需求和现代生物-心理-社会医学模式,展望了该领域对未来心理健康与教育的深远影响.     

节律性听觉刺激下的神经振荡同步化及其应用

大脑的感觉、情绪、认知等功能与其神经振荡模式有密切的联系。通过施加节律性刺激可以调控大脑的神经振荡模式,进而影响个体感受、情绪状态和认知功能等。与近年来常见的非侵入性电刺激和磁刺激相比,同样依赖于外部刺激输入的节律性感觉刺激具有成本低、易操作等优点,被认为是一种极具潜力的神经调控手段。本文以节律性听觉刺激为例,系统综述了不同类型的节律性听觉刺激如何影响大脑的神经振荡模式,进而影响相关状态和功能;并通过总结外部节律性听觉刺激对个体感知觉、情绪与认知功能的影响,讨论其生理机制和应用前景。     

上丘-丘脑枕结节-杏仁核视觉皮层下通路及其生物学意义

上丘-丘脑枕结节-杏仁核通路是哺乳动物脑内的视觉皮层下通路之一。近来的研究提示这条通路和情绪相关的视觉信息处理有关。本综述提出这条通路可能更多地涉及到个体的警戒而不是简单的早期视觉信息处理,并且讨论了其生物学意义。在早期视觉过程中,大脑检测的不是"空间位置",也不是"是什么物体",而是警告大脑的信号:"有情况出现!",使大脑进入一种警戒状态。这种警戒状态对物种生存至关重要。因此,我们认为在视觉早期,对物体"出现"和"消失"的检测较之"质地"和"形状"等特征信息收集等更为重要。拓扑知觉和皮层下通路的存在可能就是机体视觉警戒的神经基础。"警戒"可能正是皮层下通路存在的生物学意义之一。     

《神经科学杂志》：人类智商高低与“节奏感”相关

瑞典科学家的一项最新研究证实,那些在智力测验中得分较高的人,对时间节奏的把握准确程度也更高。研究人员发现,大脑对时间掌控的精确程度与解决问题和推理相关的神经过程,具有类似的生物学基础。相关论文发表在《神经科学杂志》（Journal of Neurosclence）上。     

功能磁共振和脑电神经成像技术与大脑刺激相结合的研究进展

随着对神经机制问题阐述水平的迅速提高,所应用的神经成像技术、方法及各种工具的复杂程度也在不断提高．一方面是神经成像技术本身的不断发展,另一方面则是大脑直接刺激与神经成像技术同步记录方法的发展．经颅磁刺激-功能磁共振成像同步技术(TMS-fMRI)和经颅磁刺激-脑电技术(TMS-EEG)能为研究大脑网络的功能和有效连通性提供技术手段,该技术在多种认知领域的发展和应用,为神经科学、认知心理学、神经信息学等学科的研究者对人脑的研究开启了多条通道,更加有利于深入地理解人类大脑的工作机制．     

灵长类镜像神经系统研究的最新进展

近年来,镜像神经系统成为认知神经科学的研究热点.神经生理学和脑成像的相关研究表明,镜像神经系统以运动为基础,统一了动作观察和动作执行的神经机制,为理解他人动作提供了来自"内部"的支持.镜像神经系统为个体间的自然交流提供了神经基础,具有深远的进化意义.它不仅存在于灵长类,甚至在进化距离较远的物种(如沼雀和斑雀)中也有发现...     

J Leuk Biol:帮助HIV进入大脑的“特洛伊木马”

尽管大家都知道HIV在感染初期可以进入患者的大脑中,引发炎症和记忆认知问题,但是具体是如何发生的却无人知晓。近日,一篇发表于国际杂志Journal of Leukocyte Biology上的研究论文中,来自阿尔伯特-爱因斯坦医学院的研究人员通过研究揭示,HIV可以依赖于一种名为成熟单核细胞的免疫细胞表达的蛋白质来进入大脑,那么这种蛋白质或许是抑制HIV进入大脑细胞的一种新型药物靶点,尽管当前相关的研究较少,但研究者认为这位后期开发新型药物进入血脑屏障来治疗HIV感染提供了