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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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Nature子刊:工作记忆训练期间的功能脑网络动态重构

大脑的功能网络不断适应变化的环境需求。与任务相关的功能网络架构的行为自动化的结果仍然远未被理解。我们调查了当参与者掌握双n-back任务时行为自动化的神经反映。在四次功能磁共振成像扫描中,我们评估了大脑网络模块性,这是生物系统适应的基础。我们发现,在双n-back任务的两种条件下,全脑模块性都稳步增加。在一个动态分析中,我们发现默认模式系统的自主性和任务积极系统之间的整合被训练调节。通过训练实现n-back任务的自动化导致额顶叶和默认模式系统之间的整合以及与皮层下系统的整合发生非线性变化。我们的研究结果表明,认知要求任务的自动化可能导致更隔离的网络组织。

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PNAS|助人为乐—助人行为能减轻自身身体疼痛

亲社会行为被人类社会所高度推崇。从史前社会到现代文明,亲社会行为促进人们彼此分享和相互合作,使得群体成员能够幸免于食物短缺、自然灾害等各种各样的灾害。然而亲社会行为对于助人者来讲其实是一件消耗个人资源(比如,时间、金钱、食物等)的事情。而另一方面,亲社会行为也有其积极影响的一面。比如,担当志愿者或者从事一些亲社会行为对于身体健康有益。直观来看,亲社会行为不像是一个适应性的选择。因为人们完全可以给自己储备资源,进而增大自身存活的几率。但是,现实生活中,我们却发现这样一种现象:相比自然灾害较少地方的居民,发生自然灾害较多地区的居民助人行为更多。可见,在生命遭受威胁的环境下,人们仍会伸出援助之手。但目前人们助人行为的内部机制仍不清晰。

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人类的自我运动网络

三维空间中的所有意志运动都需要多感觉整合,特别是视觉和前庭信号。人类的大脑哪个位置以及如何处理和整合自我运动信号仍然是个谜。在这里,我们应用视觉和前庭自我运动刺激,使用快速和精准的全脑神经成像,在一个相对较大的数据集(n=131)中描述和表征整个皮层和皮层下自我运动网络。我们的研究结果确定了一个核心的自我运动网络,包括扣带沟(CSv、PcM/pCi)、小脑(小脑小舌)和颞顶叶皮层,包括VPS区和缘上回的一个未命名区域。基于其大脑连接模式和解剖定位,我们认为该区域代表了猕猴7A区的人类同源脑区。全脑连接和梯度分析表明,扣带沟和小脑小舌之间的连接在自旋运动感知中起着重要作用。这可能是通过涉及更新视觉空间和前庭信息的反馈回路。PcM/pCi独特的功能连接模式暗示了它在多感觉整合中的中心作用,以感知自我参照的空间意识。所有皮层自我运动中枢都表现出与其他视觉、前庭、体感和更高阶运动区域的模块化功能连接,强调了它们在一般感觉运动整合中的相互功能。

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