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记忆相关脑电研究:神经信息流在感知和记忆重塑的走向是相反的

来自伯明翰大学的Juan Linde-Domingo等人在NATURECOMMUNICATIONS发文,其使用反应时和EEG时间序列解码来验证假设:相比于最初的感知编码,同一事件被记忆检索时,信息流出现了反转。研究者通过三个实验,发现高度一致的证据来支持这一反向信息流。当个体观察物体时,相比于高级概念特征,低级感知特征在行为上被更快地区分,并且可以更早地从大脑活动中解码。然而这种模式在进行回忆时发生逆转,反应时和大脑激活模式表明概念特征的重建显著快于感知特征。该研究结果支持符合神经生物学的人类记忆模型,表明记忆检索是一种结构化的、多层次的过程,其对语义特征的加工优先于感知特征。

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Cerebral Cortex:衰老调节由执行控制训练引起的前额可塑性

​1、 研究背景 抑制控制(IC)是指抑制运动或认知过程的能力。这一执行部分主要涉及抑制冲动或习惯性反应,这是成功的目标导向行为的典型要求。由于IC在很大程度上依赖于腹外侧前额叶——随着年龄的增长而迅速恶化的纹状体脑结构,所以在60-70岁的人群中已经可以观察到IC性能的下降。因此,通过抑制任务(Go/NoGo任务)的重复练习来训练IC已经被提出作为补偿与健康老化相关的执行缺陷的潜在方法,但是目前还没有确切的证据表明随着对老年人的训练IC是否被改善,并且老年人群中支持IC可塑性的神经机制以及它们与年轻人群中的不同之处也没有得到充分的研究。

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PNAS:注意、意识和右颞顶联合脑区

注意图式理论假设了主观意识和注意之间的特定关系,其中意识是大脑用来帮助注意的内源性控制的控制模型。在先前的实验中在人类受试者操纵意识和注意中,我们发展了一个行为范例。该范例涉及一个视觉线索,可以用来引导注意力到目标刺激。在任务1中,被试知道线索,但不知道它提供了关于目标的信息。这个提示明显地吸引了外界对其自身的注意。此外,被试的内生性注意机制内隐地利用线索帮助将注意转移到目标上。在任务2中,被试不再意识到提示。提示仍能在一定程度上引起外源性注意,但在没有提示意识的情况下,被试的内源性控制机制不再能够利用提示控制注意。因此,注意力的控制依赖于意识。这里,我们通过扫描人类志愿者的大脑活动来测试这两个任务。我们预测,在意识帮助控制注意力的过程中,右颞顶交界处(TPJ)会活跃起来。这个预测得到了证实。任务1中提示对注意的影响与右侧TPJ的激活有关;在任务2中,它没有明显的活跃度。差异是显著的。在我们的理解中,右颞顶联合区参与了一种意识允许控制注意力的相互作用。

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NeuroImage:暴力的隐式创伤—异常运动振荡脑活动与创伤后应激症状有关

城市暴力的受害者面临患上创伤后应激障碍(PTSD)的风险,这是暴力造成的最严重的后果之一。考虑到PTSD可能与防御反应的低效选择有关,理解运动加工和PTSD之间的关系是很重要的。本研究旨在探讨城市暴力受害者创伤后应激症状(PTSS)的严重程度与视觉威胁线索的运动准备之间的关系。受试者完成了一项选择反应时间的任务,通过忽略一张可能是威胁性或中性的图片。提取的脑电图指标为α频段的运动相关幅度不对称(MRAA)和单侧准备电位(LRP)。研究人员观察到LRP潜伏期延长和反应时间减慢之间存在线性关系,选择性地出现在低PTSS组的威胁处理过程中(与中性相比),而在高PTSS组中则没有。α MRAA抑制与PTSS也呈线性相关:威胁条件下α-MRAA抑制程度越小,PTSS越大。这些结果表明威胁性线索影响运动加工,而运动加工受城市暴力受害者PTSS的严重程度的调节。

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成人β-地中海贫血患者的注意、反应抑制和ERP变化

在β地中海贫血(β-TM)领域的ERP研究很少,且局限于儿童。SivanRaz,Ariel Koren和Carina Levin在British Journal of Haematology的文章指出,采用ERPs探讨成年β地中海贫血(beta thalassaemia major, β-TM)患者与健康对照者的认知神经功能差异。本研究采用停止信号任务(stop-signal task)测量注意力和反应抑制功能(二者是执行控制的指标),并将行为任务表现、ERPs和血红蛋白水平进行相关分析。结果显示,β-TM患者的认知能力受损、反应时间比对照组长、血红蛋白水平与Go刺激反应时负相关。β-TM患者的神经活动明显改变,反映在几个任务相关的ERP成分(P1、N1、P3)峰值增大。可能的解释是,β-TM患者在应对认知挑战时需要调用更多的认知资源。血红蛋白水平与各ERP成分存在显著相关性,血红蛋白越低,ERP波幅越高。

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Nat. Mach. Intell. | 基于PK/PD建模的深度学习从早期数据预测患者的反应时间过程

今天给大家介绍的文章来自美国基因泰克公司“Deep learning prediction of patient response time course from early data via neural-pharmacokinetic/pharmacodynamic modelling”,基于神经药代动力学/药效学建模的深度学习从早期数据预测患者的反应时间过程。目前,使用药代动力学或药效学 (PK/PD)方法对给药后的患者反应时间进行纵向分析,仍需要大量的人类经验和相关的专业知识。本文提出了一种新的PK/PD神经网络框架,将药理学原理与常微分方程(ODE)相结合,可以模拟患者对未经测试的给药方案的反应。分析了600多名患者组成的临床数据集的药物浓度和血小板反应,实验证明了该模型自动预测分析患者的反应时间过程的潜力。

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NeuroImage: 7-13岁儿童执行功能发育的脑网络研究

执行功能是指个体对各项认知能力进行协调监督,以保证个体以灵活而优化的方式实现某一特定目标的心理活动。执行功能作为一种高级认知能力,是个体成功完成日常生活中许多活动的重要条件。因此,越来越多的研究人员开始关注儿童青少年时期执行功能的发育特点。 近年来,许多研究表明执行功能的成功不仅依赖局部脑区的功能活动,还涉及到大尺度脑功能网络之间的协调合作。此外,越来越多的证据表明大尺度脑功能网络的发育变化有助于个体认知控制的提升。因此,揭示不同年龄的儿童在完成执行功能任务时大尺度脑功能网络的差异有助于进一步揭示儿童执行功能发育过程中的神经机制。 近期,浙江大学陈飞燕领衔的团队在NeuroImage发表题目《Modular segregation of task-dependent brain networks contributes to the development of executive function in children》的研究论文。他们运用了以图论为基础的脑网络分析方法,研究了儿童在完成执行功能任务时,在全脑功能网络模式上所表现出的发育特点,以及可能对执行功能行为绩效的提升存在的作用。 7-13岁是儿童各项执行功能及相关的脑功能快速发展的一个重要阶段,这一阶段的执行功能被认为是影响学校各方面学习和表现(如学业成绩、时间管理技能和其他与学校相关的行为)的一个关键因素。因此,该研究主要关注了7-13岁儿童基于任务的脑功能网络的发育变化特点。根据之前静息态脑功能网络或结构网络发育方面的研究结果,该研究假设,从7-13岁,基于任务的功能网络模块化结构会越来越清晰。随着年龄的增长,某些模块的模块内连接增加,模块间连接减少。此外,大脑功能网络的模块性分离可能会支持执行功能的提升。本文对该研究进行详细解读。

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