目标和干扰子之间的拓扑性质差异可以削弱拥挤效应

\"拥挤效应\"被认为是外周视觉物体辨认过程中的一个重要瓶颈.它是指当目标被干扰子包围,在外周视野呈现时,观察者辨认目标的能力被大大削弱,尤其是当目标和干扰子之间存在某种相似性时.许多研究分别试图在不同层次上提出解释这一现象的机制.本文通过三个实验,使用了不同的视觉刺激图形的辨认任务(例如,三角形和箭头的朝向判断、数字和字母的辨认以及S形图形的朝向辨认),测量了目标和干扰子之间中心距离的阈值,结果一致地发现,当目标和干扰子之间存在拓扑性质差异(洞的个数差异)时,拥挤效应会显著降低,并且排除了目标和干扰子之间的主观相似性、形状和面积差异等可能的因素.从知觉组织的角度验证了当目标和干扰子之间存在拓扑性质差异时,拥挤效应会显著降低,这是首次发现的一个影响拥挤效应的新的维度.本文结果不仅为拥挤效应的机制提供了一个新的解释,也为大范围首先拓扑知觉在知觉物体形成中的作用提供了支持性证据.     

精神分裂症视觉周边抑制异常及其神经机制

精神分裂症患者普遍存在视觉信息处理异常,这些视知觉功能紊乱涉及视通路的高级以及低级视区,表明在部分精神分裂症患者中,视觉系统早期或晚期的不同信息处理阶段均可能存在损伤.阐明这些感知觉信息处理紊乱的神经机制对理解精神分裂症神经病理生理学机制有重大意义.视觉周边抑制(surround suppression)是一种广泛存在的视觉现象,指在神经生理水平或视知觉水平上外周对中央视觉目标的抑制作用.精神分裂症的视觉周边抑制发生异常改变,然而其损伤状况并不完全一致,且其具体神经机制目前仍不清楚.本文以周边抑制为对象,从精神分裂症周边抑制改变状况及其神经机制两个层面简述了国内外精神分裂症视觉周边抑制的研究进展.未来研究方向需要系统全面地调查精神分裂症周边抑制损伤状况,综合脑科学研究技术共同探究精神分裂症患者周边抑制异常的具体神经环路.     

人类记忆的所有权效应及其认知神经机制

人们对属于自己的物品比属于他人的物品更容易回忆和再认,即便物品和主体的所有权关联仅仅是暂时的和想象的,这称之为记忆的所有权效应.该效应在非常年幼的幼儿和一些认知缺陷的个体身上也会出现.跨文化研究表明,东方文化的个体和西方文化的个体在该效应的表现上也存在差异.该效应可能是由于对自我相关的项目进行深度语义加工的结果,但其早期阶段可能是因为获得了更多的注意资源分配.自我选择和身体活动的具身化在该效应中起着调节作用.当注视属于自己的项目时,P300等成分波幅明显增强,这为注意在记忆的所有权效应中的作用提供了脑电方面的支持.当被试对分类任务中属于自己的物品进行再认时,会导致内侧前额叶皮质、扣带回皮质、缘上回和顶叶等皮质中线结构的激活.未来研究需要考虑奖赏加工等其他的认知加工在这一效应中的作用,并尝试利用灵长类动物的研究从进化角度对这一现象进行解释.考察认知障碍个体执行该任务时的脑机制,有助于进一步完善本领域的研究.     

学习与记忆神经机制研究进展

学习与记忆是大脑的重要高级功能,认知神经科学的迅速发展为探索学习与记忆的神经机制提供了新的思路和方法。突触的可塑性变化可能是记忆形成与巩固的分子与细胞机制,随着神经联结的形成,大脑构建出不同的记忆通路,不同类型的记忆又享有各自的记忆系统。对记忆的脑机制研究能够指导人们如何有效地提高记忆。论述了记忆的形成与巩固的神经机制,脑的记忆系统以及如何有效地提高记忆成绩。     

大分子拥挤对DNA结构的影响

大分子拥挤(macromolecular crowding effect)代表了细胞内高度拥挤状态,其源于非特异性容积排斥效应,是细胞内与pH、离子强度等同等重要的生理因素。生物大分子介导的拥挤环境对于DNA-DNA、DNA-蛋白质的相互作用以及DNA高级结构、细胞核或核区结构的稳定具有重要作用。在拥挤环境中,大分子总浓度的增加将增强溶质的浓缩倾向,从而降低溶液的自由能。拥挤效应是胞内大分子环境的总体反映,具有高度的缓冲性,保证了胞内反应的稳定进行及细胞功能的正常行使。     

集合种群空间混沌的模拟研究以及Allee效应、拥挤效应与捕食效应对空间模式的影响

集合种群的空间模式研究是当今生态学的核心问题之一。本研究利用常微分动力系统以及基于网格模型的元胞自动机模型对Allee效应、拥挤效应以及捕食作用集合种群的空间分布模式做了全面的模拟研究。Allee效应描述当种群水平低于某一阈值时会发生由生殖成功几率下降造成的种群负增长率,而拥挤效应是指当种群密度过高时引起的个体性为异常从而达到调节种群增长率的作用。文章组建了3个空间确定性模型：局部作用模型(CIM)、距离敏感模型(DSM)和集合种群捕食模型(MMP)。局部作用模型显示在一维生境中空斑块形成金字塔状,二维模型显示出明显的动态拟周期性以及由空间混沌所形成的异质性。距离敏感模型可导致由迁移个体中密度制约强度决定的集合种群大小复杂动态与种群密度的双峰分布。这些结果说明动态行为的复杂性,不仅可用于表征研究物种的特性,而且可以表明该物种的续存能力与灭绝风险。集合种群捕食模型是概率转换空间模型,利用该模型得出了依赖于模型参数和生境尺度的白组织种群概率空间分布模式。模拟的结果表明,系统的内在机制和这种白组织模式导致捕食者形成集团型不明显的“捕食小组”或“杀手小组”,并具有较高扩散力．但却包括侵占率低、灭绝率高的特点。而使猎物种群形成高集团性、高侵占率、低灭绝率、低扩散力的种群集团。这种特点又使捕食者种群在生境中处于中心地带,而使猎物种群形成在捕食者和生境边缘间的环状分布。这些结果还说明了尺度对于生态学的研究是至关重要的,不同的尺度将产生不同的系统模式。     

细胞内的大分子拥挤环境

所有的细胞中都存在着大量的蛋白质、核酸、多糖等各种生物大分子,它们大约占用细胞容积的20%～30%,总浓度高达80～200 g/L,因此任何一种大分子都处于一个充满其他大分子的拥挤环境中. 对源于排斥容积效应的拥挤理论分析表明它对所有大分子之间的反应在热力学和动力学上都有很大的影响. 可是以往人们在体外研究生物大分子的性质和相互作用时几乎都忽略了这样一个细胞大分子拥挤的实际环境. 最近几年建议把大分子拥挤与pH、离子强度和溶液组成等一样作为常规因素来研究生物大分子的呼声很高,在体系中添加大分子拥挤试剂以在体外模拟细胞内环境研究蛋白质折叠已有一些实验报道.     

面孔社会信息对注视提示效应的调制及其神经机制

眼睛注视是一种独特的非言语社会线索,能够诱发对生存和进化至关重要的注意效应。近年来,研究者采用中央线索提示范式及其变式,关注了面孔社会信息尤其是表情对这一注意效应的调节。面孔表情的调节作用与具体的表情类型有关,同时会受到任务因素和个体因素的影响。这一调节作用会随个体发展而逐渐成熟,与负责对面孔表情和注视方向各自及整合加工的机制相关,涉及到杏仁核和颞上沟脑区。除了面孔表情,其他面孔社会信息(如熟悉性和可信任度、优势度和社会地位、群体属性)也可以调节注视提示效应。这一调节可能涉及额叶视区、额顶注意网络。对面孔表情及其他社会信息调制注视提示效应的行为学证据及其神经机制进行系统综述,能够深化当前对面孔加工和注视提示效应间关系的理解,为社会认知障碍的临床诊断和干预提供参考。     

视觉注意与神经振荡

人脑每时每刻都要接收大量视觉信息,由于人脑加工信息的能力有限,所以在较大视野内将注意分配给相关信息,同时抑制引起注意分散的不相关信息,对执行目标导向的行为至关重要。这种对视觉信息的选择性和主动性加工以适应当前目标的过程被称作视觉注意（visual attention）,且视觉注意可分为自上而下的注意与自下而上的注意两种不同功能。由于来自大脑电信号的神经振荡活动在认知加工中发挥重要作用,已有研究综述了视觉注意与神经振荡（neural oscillation）的密切关系,但并未涉及不同的注意功能与神经振荡的关系。本文系统性调查了不同注意功能与神经振荡的关系,发现额-顶区域的theta频带振荡活动反映了自上而下的认知控制,而后部脑区的theta振荡与自下而上的注意相关。顶-枕区域alpha振荡的偏侧化有助于注意分配,而alpha频带的大规模同步促成了注意对视皮层自上而下的影响。Beta振荡介导了自上而下的信息与自下而上的信息之间的互动,作为信息载体促进了视觉信息处理。Gamma振荡则可能与自上而下和自下而上的注意间整合相关。本文就视觉注意功能与神经振荡关系的研究现状展开综述,旨在揭示不同的神经振荡活动在特定的视觉注意功能中的作用。     

运动对时距知觉的影响及其神经机制

在运动过程中,时距知觉的能力非常重要,能帮助个体对时长进行判断及对事件的发生做出预测和准备.近年来,越来越多的研究发现运动本身会直接影响个体的时距知觉.本文分别从运动参数、运动阶段、视觉运动刺激和运动有关的个体因素四个方面梳理了运动对时距知觉产生影响的行为学证据.目前已经有大量研究从不同角度证明,大脑运动系统组成了支持...     

伪狂犬病毒跨突触示踪视觉系统神经网络的研究进展

伪狂犬病毒（PRV）作为一种亲神经性的病毒,它以其自我复制、跨突触、特异性传递的三大优势在揭示神经系统中功能性神经元之间的连接发挥着重大的作用。经基因重组后的伪狂犬病毒不但继承了原有病毒的优势,同时还延伸出其他特异性的功能,如重组后加入了荧光蛋白的伪狂犬病毒在视觉系统神经通路的研究中发挥了重要作用。本文就目前伪狂犬病毒跨突触示踪视觉系统神经网络中的研究做一综述。     

高级视皮层可塑性:物体和面孔知觉学习综述

复杂刺激的知觉学习是指由训练或经验引起的对物体或者面孔等复杂视觉刺激在知觉上长期稳定的改变,一般认为这反映了大脑高级视皮层的可塑性.对简单刺激知觉学习特性的研究已经揭示了低级视皮层的部分可塑性,但是复杂刺激知觉学习的神经机制目前仍存在争议.本文介绍了知觉学习的理论模型和实验证据,并重点探讨了复杂刺激如物体和面孔知觉学习的特性、神经机制及研究方法.该领域未来需要在复杂刺激知觉学习的持久性、面孔不同属性知觉学习的机制,以及复杂刺激知觉学习的理论模型方面做进一步研究.     

Fundamental Differences in Visual Perceptual Learning between Children and Adults

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Neural and Photochemical Mechanisms of Visual Adaptation in the Rat

The effects of light adaptation on the increment threshold, rhodopsin content, and dark adaptation have been studied in the rat eye over a wide range of intensities. The electroretinogram threshold was used as a measure of eye sensitivity. With adapting intensities greater than 1.5 log units above the absolute ERG threshold, the increment threshold rises linearly with increasing adapting intensity. With 5 minutes of light adaptation, the rhodopsin content of the eye is not measurably reduced until the adapting intensity is greater than 5 log units above the ERG threshold. Dark adaptation is rapid (i.e., completed in 5 to 10 minutes) until the eye is adapted to lights strong enough to bleach a measurable fraction of the rhodopsin. After brighter light adaptations, dark adaptation consists of two parts, an initial rapid phase followed by a slow component. The extent of slow adaptation depends on the fraction of rhodopsin bleached. If all the rhodopsin in the eye is bleached, the slow fall of threshold extends over 5 log units and takes 2 to 3 hours to complete. The fall of ERG threshold during the slow phase of adaptation occurs in parallel with the regeneration of rhodopsin. The slow component of dark adaptation is related to the bleaching and resynthesis of rhodopsin; the fast component of adaptation is considered to be neural adaptation.