多方式认知功能成像研究进展

对大脑结构和功能的深入研究要求认知功能成像技术同时具有高时间分辨率和高空间分辨率.多方式认知功能成像通过不同成像技术fMRI/PET和EEG/MEG的结合,能够同时在空间定位和时间过程上研究大脑认知活动的动态过程.多方式认知功能成像已经被成功地应用于选择性注意、视觉通路、随意运动和语义加工等的研究,并揭示了相关大脑活动的空间和时间特征.今后的研究将进一步提高多方式认知功能成像的时空分辨率和准确性,以更深入地探索认知功能的神经机制.     

面孔社会性线索的加工机制

本文旨在综述面孔社会性线索加工的神经机制。通过系统回顾面孔社会性线索相关的研究,分别从面孔情绪、面孔吸引力、眼睛注视方向和面孔朝向以及唇读四个角度阐述其加工的神经机制。首先简要阐述了人类大脑对面孔刺激的一般加工机制,包括下颞叶梭状回面孔区、颞上沟后部面孔区和枕下回的枕叶面孔区等脑区在加工面孔刺激中的功能。接下来探讨了大脑对情绪面孔的加工。情绪面孔加工主要包括对面孔的知觉编码和情绪编码。研究显示,除了视觉皮层的面孔加工区之外,杏仁核在情绪编码中具有重要作用。神经系统对面孔表情的反应受到情绪类型、情绪面孔的动态性以及情绪面孔阈下呈现等因素的影响。在面孔吸引力加工方面,研究表明高吸引力面孔会激活奖赏相关的神经环路,但是吸引力对神经活动的具体影响目前仍存在争议。对面孔吸引力的神经反应可能受实验任务类型、观察者性取向和性别、观察者心理因素、面孔其他社会线索等因素的调节。眼睛注视方向和面孔朝向线索则和视觉注意有关,其神经加工系统除了包括面孔加工区外,还包括和注意相关的顶内沟等区域。关于唇读的研究则表明唇读在言语知觉中具有重要作用,可以激活听觉皮层和言语相关皮层。最后,一方面总结了以上各方面实验证据对面孔信息加工理论的支持和改善作用,另一方面进一步探讨了特殊人群中这些加工存在的缺陷,并指出了该领域未来的研究方向。     

寻找中国人的自我: 一项fMRI研究

文化影响自我概念是社会认知神经科学中一个极其重要的课题, 然而迄今为止, 却很少有人在神经层面上对这一问题进行探索. 本研究从中国文化影响自我概念的角度(集体主义自我包含母亲成分)探索这一问题. 在西方文化中, 自我参照的回忆成绩优于其他形式的语义加工, 如母亲参照、他人参照和一般语义加工的回忆成绩, 这一记忆优势可能缘起于自我在内侧前额叶(medial prefrontal cortex, MPFC)的定位. 然而, 我们的行为研究发现, 中国人母亲参照与自我参照无论在记忆成绩上, 还是在自我觉知的程度上都非常类似. 本研究试图揭示MPFC是否是这两种参照共同的神经机制. 实验一被试在3种条件下(自我、他人和语义加工)对描述人格的形容词进行判断: 实验二我们用母亲参照代替他人参照(自我、母亲和语义加工). 研究结果表明, 当和他人/语义比较时, 自我参照激活了内侧前额叶和扣带回; 但是, 当和母亲比较时, 自我参照并不激活内侧前额叶, 这暗示了母亲可能和自我共同分享了这一区域. 换句话说, 在神经水平上, 母亲也是中国人集体主义自我的一个组成部分.     

面部表情的阈下情绪启动效应及其机制

人类大脑是否可以加工阈下情绪信息?阈下情绪启动效应为此提供了直接证据。使用视觉掩蔽和连续闪烁抑制范式,以面部表情作为启动刺激的研究发现,个体在注意和记忆、社会性评价和行为倾向中都受先前启动刺激情绪属性的影响,即表现出了阈下情绪启动效应。还有研究发现,阈下面部表情增强了个体的皮肤电导水平和心血管系统反应。而神经机制的研究发现,阈下面部表情对目标刺激的早期知觉加工和晚期情绪意义分析产生了影响,杏仁核等脑区在其中具有重要作用。情绪优先假设和感受即信息理论分别从情绪系统领域特殊性和情绪归因的角度试图阐释该效应产生的机制。在总结和分析以往研究基础上,本文对这一领域的未来研究提出了具体建议。     

fMRI技术在犬科动物认知领域研究的应用

家犬(Canis lupus familiaris)与人类社会生态高度融合,已成为人类解析认知进化理论、进行比较认知研究、开展人类认知功能障碍性疾病研究的一种自然模型动物。功能性磁共振成像(functional magnetic resonance imaging, fMRI)是一种非侵入式、安全的能反映生物体大脑神经活动时空分布的神经影像学技术,近年来被应用于家犬行为认知特征神经机制的研究。本文简介了fMRI技术;概述了部分研究者使用视觉、嗅觉、听觉等不同的实验范式对家犬大脑开展fMRI,定位不同实验范式下被激活的大脑功能区,从而揭示家犬认知的神经机制;总结了fMRI技术在犬认知研究中技术和方法上的挑战。以期为国内开展家犬等动物认知研究者提供新的技术方法。     

光学神经成像研究进展

大脑功能的成像检测在认知神经科学领域具有极其重要的意义。现代光子学技术的发展为认知脑成像提供了新的研究手段,在神经系统信息处理机制研究中发挥重要作用。文章介绍了在神经元、神经元网络、特定脑皮层功能构筑以及系统与行为等不同层次开展神经系统信息处理机制研究的各种光学成像技术,包括多光子激发荧光显微成像、内源信号光学成像、激光散斑成像和近红外光学成像等,并评述了这些有特色的光学成像技术在多层次获取和分析神经信息中的研究进展。     

意识活动的神经生物学机制

人类神经系统可能是生物界最后有待攻克的功能系统之一,而尤以其中枢部分、特别是大脑的功能活动最为复杂和奥秘。目前,神经科学工作者对神经系统的一般功能及其生物学机制已有相当深入的了解,但仍然不能清楚地说明大脑是如何产生意识、并以此为基础完成各种高级神经或精神活动的。本文主要从神经科学的角度出发,对近年来利用更为精确的脑电信号记录和功能性脑立体成像等先进技术在意识活动研究方面取得的进展作一概略介绍,并重点介绍意识研究领域中几个比较有影响的学说。     

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.     

社会神经科学研究进展

社会神经科学是研究人类的社会行为及其神经机制的综合性学科.从1992年学科成立至今,社会神经科学研究取得了丰硕的成果.本文系统介绍了该领域4个主要研究方向:社会知觉、社会认知、社会调节和社会互动的研究成果,并在此基础上总结了各研究方向的核心问题,即社会知觉加工的模块化问题、人类社会认知的独特性问题和社会调节加工的跨文化一致性问题.已有研究表明,社会知觉加工至少在计算算法层面是特异化的;心智化系统是人类独有的加工模块;人类社会调节不具备跨文化的一致性;大脑间耦合可能是社会互动共有的神经机制.最后,展望了社会神经科学未来的发展方向.     

连续语音的神经编码——脑电图、脑磁图研究进展

语音是人类交流的主要方式,语音理解也是人脑特有的核心认知功能。人脑中的动态神经活动如何编码连续语音流的声学特征,并解析出多个层级的语言结构是认知神经科学领域的重要问题。近年来,一系列脑电图、脑磁图研究通过包络跟踪响应、层级跟踪响应等新指标来刻画连续语音的神经加工机制。本文对这些研究进行综述,并聚焦于对两个语音加工问题:一是大脑如何编码语音中连续变化的声学特征。这方面的研究表明,大脑中的低频神经活动可以动态跟踪语音包络并且受到高级认知功能调节。二是大脑如何表征语音中不同大小的语言单元,比如音节、词、短语、语句。研究显示,大脑皮层中不同时间尺度的神经活动分别跟踪不同大小的语言单元,构成对多层级语言单元的并行表征。综合上述,近期研究初步揭示了大脑如何表征连续语音的声学特征并构建不同层次的语言单元,为进一步研究大脑如何加工连续语音提供了新的思路。     

畸变汉字语义启动的ERP 效应

运用事件相关电位技术,采用词汇判断作业,考察字形畸变和语境对低频汉字识别的影响。行为结果显示,启动效应的主效应显著,启动条件和字形畸变的交互作用显著。脑电结果显示,150-300ms窗口,字形畸变的主效应显著。300-450ms时间窗口,启动效应的主效应显著。靶字畸变和靶字清晰条件下,均得到了语义相关和语义无关条件的显著差异。得出结论,汉字通透性是影响汉字加工的重要因素。RP与视知觉分析有关,N400和语义的自动加工有关。     

鸟类分子系统地理学研究进展

分子系统地理学是当代生物地理学的重要分支,是以分子生物学方法重建种内和种上水平的系统发育关系,阐释进化历史,并通过分析近缘生物类群的系统发育关系与其空间和时间分布格局间的相关性构建生物区系历史的研究,是分子生物学与生物地理学结合的产物。中性进化学说和溯祖理论分析的建立,以及线粒体DNA和微卫星标记等分子遗传标记的应用,为分子系统地理学研究的开展提供了理论和实践基础。近年来,分子系统地理方法在鸟类学研究中的应用揭示了许多不同于传统认知的发现,为准确而深入的了解鸟类分子系统地理格局的差异和不同类群的起源中心提供了新颖的证据。目前的研究多从隔离分化说和扩散说的角度对鸟类分子系统地理格局的成因进行分析,而迁徙行为不同对鸟类系统地理格局的影响为成因的解释提供了新的角度。结合区域特点的比较分子系统地理研究,在更广泛的地域和更多类群中开展研究是我国鸟类分子系统地理研究的方向。此外,展望了第二代测序技术对分子生态生物地理研究具有的潜在促进作用。     

光纤记录系统在神经科学研究中的应用

近年来,光纤记录系统作为一种记录自由活动动物大脑特定核团神经元活动的技术,在神经科学领域研究中广受欢迎,是研究动物神经元活动与行为关系的重要技术手段.本文综述了单通道光纤记录系统、多通道光纤记录系统及多色光纤记录系统在认知、行为学、心理学等神经科学基础及神经疾病中的应用,并简述了光纤记录系统与功能磁共振成像技术结合、光...     

空间脑科学研究的回顾与展望

人类大脑是自然界最复杂的系统之一.大脑结构与功能之谜是人类认识自身的终极疆域,对于推动科技创新发展与人类文明进步具有极其重要的意义.载人航天是现代科技革命的重要领域之一,美国、俄罗斯等航天大国已利用空间资源开展脑科学研究.我国空间站的建设,将提供空间脑科学研究的系统创新平台,极大地推进中国空间脑科学计划进程.本文综述了在空间环境或模拟空间环境下,脑发育及生物学机制、认知规律与机制、生物节律和睡眠对脑功能的影响、群脑协同等方面的空间脑科学研究进展,并简述和展望了我国空间脑科学研究的发展方向.     

认知地图的神经环路基础

空间记忆是人类认识世界和改造世界的基本认知能力,与我们的生活息息相关.无论是寻找常用的生活物件,如钥匙和手机,还是外出上班、购物和约会,都依赖我们对周围环境的记忆.截止到目前已有大量研究从不同水平探讨大脑如何表征其周围环境,但仍然有很多未解的问题.本文系统综述了基于脑成像和神经电生理技术开展的空间记忆研究进展.通过梳理以往研究中有关生物体在构建认知地图的神经结构和神经活动规律,提出了海马结构和新皮层对空间记忆的编码环路和表征机制,并在此基础上对未来研究进行了展望.     

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...     

音乐训练影响儿童语音意识的认知神经机制

音乐是一种听觉艺术形式,在儿童教育和发展中,尤其是语言能力发展中扮演着重要角色。语音意识是个体感知识别、分析和运用语音的能力,是预测儿童语言读写能力的重要指标。本文梳理了近十年来音乐训练影响儿童语音意识的研究证据,并讨论了音乐训练可能促进语音意识的神经基础和解释模型。大量研究表明,音乐训练可以在行为水平提高儿童在语音意识测量任务上的成绩。此外,音乐训练从两方面影响语音加工的神经基础：一方面通过影响皮层下基本听觉神经通路与大脑听觉皮层,促进儿童前注意水平的语音感知能力;另一方面通过影响语音加工大脑区域间的功能连接,促进语音编码,强化语音加工的听觉-运动整合功能。相关神经机制为音乐训练促进儿童的语音意识提供了生物学基础。基于已有研究,本文提出综合的层级模型对音乐训练影响儿童语音意识的认知神经机制进行系统的解释,该模型认为音乐训练影响语音意识的认知神经机制分为3个层级：第一层级,音乐训练通过影响基本听觉神经通路促进了语音的基本听觉加工,其中节奏训练促进对语音时长信息的感知,音高训练促进对语音频率信息的感知;第二层级,音乐训练通过影响语音加工的神经网络,进一步促进语音编码,其中节奏训练主要促进...     

大脑电现象及其物理学研究技术

本文主要讨论大脑电现象及其物理学研究技术的若干现代问题。全文由四部分组成:(1)大脑自发电位,(2)大脑单次诱发电位,(3)大脑直流电位,(4)大脑物理学研究技术。我们相信,上述四个问题是进行一切大脑电活动研究的重要理论基础。一、大脑自发电位自发电位的研究最早,但关于自发电位的本质问题则迄今尚有争论。有人认为自     

视皮层分区及其fMRI 研究进展

血氧水平依赖功能磁共振成像（BOLD—fMRI）作为一种无创、可精确定位的脑功能研究技术,已广泛应用于视觉系统的研究中,并取得了许多重要成果,本文就fMRI研究进展及其在大脑视觉皮层功能分区中的应用做一综述。     

广西富硒功能农产品研发进展

<正>2013年以来,广西陆续在北部湾地区圈定富硒土壤面积达212万hm~2,为目前全国圈定的特大面积连片富硒土壤区域,具有独特的硒资源优势。与此同时,以广西农业科学院为代表的产学研机构在广西自治区政府的大力支持下,开展了富硒土壤资源高效安全利用与开发、富硒农产品标准化生产技术研究与应用、富硒农产品加工技术与产业化开发等大量系统研究与开发工作,在全国硒研究领域迅速成长为一支新秀。