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  科学通报
 
科学通报
2012年 57卷 35期
刊出日期:2012-12-19

人脑是如何在不同尺度上将自身极度复杂的网络整合特性与形形色色认知、心理和行为建立起关联的? 人类大脑功能连接组图谱的绘制对于人类理解各种日常心理和行为特质的神经科学机制具有决定性作用, 将在系统神经科学(即全脑)框架内, 帮助研究人员回答这个长期以来极具神秘色彩的问题——心脑关联. 封面图片显示的是与人类全基因组图谱颇为类似的人类大脑功能连接组图谱, 是基于175 名中国大学生被试的磁共振图像绘制而成, 与北京的“六环路架构”类似, 展现了人类大脑165 个区域之间的功能连接全貌. 它的六环交通结构蕴藏着极为丰富的信息:最外环(即六环)显示了每一个大脑区域的名称以及它们属于的大脑解剖结构; 五到三环则依次表示灰质体积、皮层表面大小和皮层厚度, 颜色越深代表其相对更高; 二环和最内环则表示全局和局部功能连接上区域的重要性(交通枢纽). 与此同时, 人脑连接组的功能连接绘制在图谱中央, 线条越粗代表功能连接越强, 最强的功能连接存在于大脑半球间(红色). 基于人脑连接组图谱的人脑功能连接组学不同于基因组图谱, 更接近宏观心理行为表现, 将在基因组和人类行为之间架起对话的桥梁, 极有可能革命性地改变目前心理学的研究模式, 为揭示心-脑关联神经机制、建立人脑功能连接组常模、探索神经退行性和精神疾病脑机制提供重要理论与方法学基础. 详见左西年等人文(p3399). 封面图谱绘制者为中国科学院心理研究所左西年研究员.


 
   
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专辑: 认知神经科学

编者按

刘勋
摘要

心理学的终极目标是要理解人的意识起源及其生物学基础, 这首先要从研究人类行为出发. 认知神经科学的兴起和发展反映了认知心理学和神经科学的交叉融合的趋势, 它以理解人类的信息加工过程为核心, 包括感知觉、注意与意识、学习与记忆、语言、情绪以及决策等, 是一门探讨心理是如何被组织而产生意识和智能以及这些过程是如何在脑中实现的学科. 对人类行为的研究, 离不开各种技术手段的发展. 在过去20 多年里, 脑科学、生物科学、信息科学的技术创新被广泛应用于研究行为的心理和神经机制, 极大地推动了认知神经科学的发展,使得对人类行为的研究更加深入和精确. 各种脑科学研究方法被广泛应用于认知神经科学的研究, 其中磁共振成像技术在过去的20 年日益普及并取得了突飞猛进的发展.

  科学通报, 2012, 57(35): 3335-3335
全文 : PDF (294 KB)  
专辑: 认知神经科学

视觉意识相关的ERP成分及研究简评 Hot!

袁杰, 傅世敏
人类的意识是什么?长久以来,这一问题都属于哲学范畴.近年来,心理学家开始尝试去阐释意识的本质.本文介绍了对关于意识的脑电研究及主要成分.
摘要

关于人类意识(尤其视觉意识)的研究越来越多, 其中包括各种实验范式(如掩蔽、双眼竞争、注意瞬脱、变化视盲等)与研究方法(如行为实验、ERP以及fMRI). 本文主要对使用ERP (事件相关电位)技术考察视觉意识的研究进行综述, 并对视觉意识相关的ERP成分进行简要介绍. 众多研究发现, 主要有3个ERP成分与视觉意识相关, 即P1, “视觉意识负波” (VAN, 刺激呈现大约200 ms之后出现的一个负波)和晚期正成分(LP)或者P3 (刺激呈现大约300 ms之后出现的正成分). 在这3个成分上, 意识到的刺激都比未意识到的刺激所诱发波形的波幅更大. 本文简要介绍了一些相关研究, 并从不同注意成分与意识的关系、C1成分与意识、高层次意识的ERP研究、影响视觉意识时间进程的因素等角度, 对未来的研究方向提出了一些设想.

  科学通报, 2012, 57(35): 3336-3345 | doi: 10.1360/972012-697
全文 : PDF (592 KB)  
专辑: 认知神经科学

自身运动中眼动补偿的神经机制 Hot!

张明, 张弢
视觉线索是我们判断自身运动方向的主要信息来源,而眼动会扭曲外界投射到视网膜上的图像,本文评述了自身运动认知中眼动补偿神经机制的研究进展.
摘要

自身运动特指观察主体在外界环境中的运动状态, 而判断自身运动方向的主要依据来自于视觉系统的光流信息输入. 对这种信息的处理是由位于背侧通路的一系列脑区来完成的. 由于自身运动过程中常常伴随着眼动和其他躯体运动, 它们会严重扭曲来自于视网膜的图像, 为自身运动认知造成困难. 心理物理研究表明, 眼动追踪等因素并未显著改变观察者的自身运动认知精度, 预示神经系统必然存在一种补偿机制来矫正眼动和其他躯体运动带来的影响, 这种补偿作用的具体神经机制尚未明晰. 目前普遍认为, 与自身运动认知行为关系最紧密的脑区是内上颞区和顶内沟腹侧. 本文通过综述对这两个脑区的最新研究进展, 对自身运动中眼动补偿的可能神经机制进行探讨, 期望对进一步的实验研究有所助益.

  科学通报, 2012, 57(35): 3346-3357 | doi: 10.1360/972012-711
全文 : PDF (1368 KB)  
专辑: 认知神经科学

无意识的情绪面孔加工及其潜在神经机制

徐茜, 蒋毅
概述了感觉无意识(由自下而上的视觉输入强度不足而致的无意识)情况下人们对恐惧面孔加工的实验研究,认为其神经机制与皮层下结构(如上丘、丘脑和杏仁核)以及它们之间的功能连接有关.
摘要

随着探索无意识信息加工实验技术的日渐精湛, 越来越多的研究表明, 无意识的视觉信息能够对人类的认知和行为产生影响. 本文综述了由自下而上的视觉输入强度不足而非注意资源不足而导致的无意识情况下人们对恐惧面孔加工的实验研究. 采用视觉掩蔽、双眼竞争、眼间抑制等范式的研究和对脑损伤病人的研究均互为印证发现, 一些皮层下结构(如上丘、丘脑和杏仁核)以及它们之间的功能连接对无意识的恐惧面孔加工起到重要作用, 从而可以推测人类对情绪面孔(尤其是带有威胁性的恐惧面孔)的加工可能得益于一条绕过初级视觉皮层的皮层下快速通路. 但这条通路对无意识恐惧面孔加工的贡献还需要更多来自于揭示因果关系而非相关关系的实验研究的证据, 并且这条高效的通路在意识上又会发挥何种作用亦有待于今后的研究考察.

  科学通报, 2012, 57(35): 3358-3366 | doi: 10.1360/972012-676
全文 : PDF (487 KB)  
专辑: 认知神经科学

情绪影响记忆的神经机制

周平艳, 王凯, 李琦, 刘勋
综述了记忆和情绪的神经机制以及情绪影响记忆的神经机制研究,提出情绪唤醒和效价影响记忆信息在杏仁核-海马回路中的加工,这种影响是分别通过额-顶叶注意控制网络和以纹状体-前额叶为核心的奖惩系统起作用的.
摘要

情绪在人们的日常生活中具有重要作用, 其中在学习和记忆中的作用尤为关键, 它影响着个体和族群的生存状态以及适应环境的能力. 研究者已经对动物和人类被试进行了长期的研究, 然而最核心的问题是, 情绪如何影响记忆, 特别是在人脑中情绪信息加工的脑区和记忆的神经环路之间的交互作用机制尚不明确. 本文简要综述了脑成像和神经心理学的研究, 梳理和评述了有关记忆和情绪的神经机制以及情绪影响记忆的神经机制研究. 基于现有研究证据, 我们提出以下假设并预期今后的研究能够检验这个理论框架: 情绪的两个维度——唤醒和效价可以影响记忆信息在杏仁核-海马回路中的加工, 这种影响是分别通过额-顶叶注意控制网络和以纹状体-前额叶为核心的奖惩系统起作用的.

  科学通报, 2012, 57(35): 3367-3375 | doi: 10.1360/972012-725
全文 : PDF (468 KB)  
专辑: 认知神经科学

爱情的神经生理机制

付阳, 周媛, 梁竹苑, 李纾
爱情是多学科的研究对象.本文从脑功能影像、中枢和外周神经递质水平评述了爱情的神经生理机制,提示爱情并不是一种单一情绪,而是一种社会奖赏.
摘要

爱情是一种跨文化普遍存在的现象. 从20世纪90年代以来, 爱情已经成为神经生物学、认知神经科学、心理学等多学科的新研究焦点. 对爱情及其相关行为的脑功能成像研究发现, 爱情主要激活奖赏环路, 尤其是腹侧被盖区和尾状核; 抑制与社会判断、负性情绪有关的脑区活动, 如外侧前额叶皮层、后扣带皮层、杏仁核等. 这提示爱情并不是一种单一情绪, 而是一种类似于金钱奖赏的激励动机; 同时爱情会降低人们对所爱对象的社会判断力. 爱情所激活和抑制的脑区既有跨文化的一致性, 也有差异性. 另一方面, 爱情也会导致人体内多种激素和神经递质的变化, 包括皮质醇、多巴胺、五羟色胺、后叶催产素和加压素、神经生长因子等. 最后, 我们从爱情的测量方法、研究手段以及爱情对行为决策的可能影响等方面, 讨论了爱情领域未来研究的可能方向.

  科学通报, 2012, 57(35): 3376-3383 | doi: 10.1360/972012-692
全文 : PDF (477 KB)  
专辑: 认知神经科学

多巴胺在精神分裂症阳性症状中的心理机制: 新近理论和研究进展

束庆, 段直光, 胡刚, 李鸣
精神分裂症是最常见的中枢神经系统疾病之一.本文阐述Shitij Kapur提出的多巴胺- 动机突显理论,并结合本实验室行为药理学研究工作来解释该疾病阳性症状的产生机制.
摘要

精神分裂症是造成个人和社会巨大经济负担的中枢神经系统疾病之一, 病因至今未明. 由于还原论在科研领域的指导作用, 人们过多地重视了由基因、分子及受体水平得到的发现去解释该疾病的发病机制. 科学家们倾向于通过基因、分子及受体水平的研究结果去解释该病的发病机制. 虽然该病是在中枢神经系统障碍的这一微观水平上产生的, 但临床的诊断和治疗评定都是根据患者的行为表现这一宏观层面做出的. 因此, 要更全面地认识精神分裂症, 研究者们需要有一套以基本的神经科学理论为基础的心理学理论来阐明该病发生发展中出现的许多现象, 同时结合分子水平的研究进展更好地探究本病的发病机制. 本文将以该病的妄想和幻觉这阳性症状为主线, 选择性地阐述多巴胺神经递质系统在精神分裂症的病因、病理生理学和药物治疗学中的作用及相关神经系统功能的变化, 并进一步用心理学的理论来诠释这些现象发生的原因. 我们将重点叙述由Shitij Kapur提出的多巴胺-动机突显学说, 并结合本实验室在条件反射躲避动物模型实验中的行为药理学研究结果对该理论进行深化和支持. 文中介绍的这一学说将分子水平观察到的变化和行为改变彼此之间有机联系起来, 强调了精神分裂症患者中枢神经系统存在多巴胺功能紊乱, 导致了动机突显这一心理过程的异常, 进而引起了患者阳性症状的出现. 抗精神分裂症药物正是通过阻断多巴胺递质系统, 抑制了异常的动机突显过程, 从而改善了患者的症状. 希望读者通过阅读本文能够对精神分裂症和多巴胺系统功能异常之间的关系有一个框架性的认识, 从多巴胺分子水平和心理学的变化的角度更好地理解精神分裂症的发病原因、药物治疗机理、动物模型研究进展.

  科学通报, 2012, 57(35): 3384-3398 | doi: 10.1360/972012-684
全文 : PDF (905 KB)  
专辑: 认知神经科学

人脑功能连接组: 方法学、发展轨线和行为关联 Hot!

左西年, 张喆, 贺永, 臧玉峰
一直以来,科学家致力于揭示人脑功能在不同生命历程阶段的特征及其深层机制.本文综述人脑功能连接组计算方法及其重测信度、毕生发展和行为关联.
摘要

人脑内部功能连接的全体称为功能连接组, 其功能复杂性表现在: (ⅰ) 结构到功能的产生机制; (ⅱ) 脑功能到心理行为的产生机制(心脑关联); (ⅲ) 整个生命历程中的功能发展轨线. 一直以来, 神经科学家致力于揭示人脑功能在不同生命历程阶段的特征及其深层机制. 上述问题的研究能够极大地改善对人脑功能的理解, 改进长期以来必须依赖于动物脑功能模型的状况, 为重大神经精神疾病的脑功能的病理生理机制研究提供正常参考(常模), 进而有助于及时、准确地对其进行诊断、预警、干预和后期评价. 但限于实验技术和计算方法, 与脑功能有关的上述问题因极具挑战性而尚未被系统地展开研究; 静息态功能磁共振技术的出现正在改变人脑功能的研究现状. 本文综述基于静息态功能磁共振技术研究人脑功能连接组的计算方法及其重测信度、功能发展轨线应用、心理行为关联.

  科学通报, 2012, 57(35): 3399-3413 | doi: 10.1360/972012-702
全文 : PDF (1052 KB)  
专辑: 认知神经科学

中文阅读中词优效应的特异性

申薇, 李兴珊
中文与英文等西方文字相比具有很多独特性,因此中文读者在阅读中文时的认知加工过程也有不同之处.本文考查了中文词的识别过程,发现了一些中文词加工过程的特点.这些特点对理解中文阅读的认知机理具有重要的意义.
 
摘要

与字母语言相比, 中文具有很多独特之处, 因此其加工过程也可能存在较大的差异. 本文研究了中文阅读中词优效应的独特性. 通过使用一种迫选范式我们发现了中文中的词优效应. 然而, 与英文不同, 在中文中只有当字频较低时, 才会出现词优效应. 而与字单独呈现时相比, 只有当目标字出现在一个双字词的左侧位置才发现了词优效应. 中文阅读中词优效应的独特性反映了词在中文和英文中的认知加工过程存在差异.

  科学通报, 2012, 57(35): 3414-3420 | doi: 10.1360/972012-666
全文 : PDF (449 KB)  
专辑: 认知神经科学

“20%的概率获得蛋糕”=“获得蛋糕的20%”?检验风险决策的期望法则假设

梁竹苑, 徐丽娟, 饶俪琳, 蒋田仔, 李纾
风险决策主流理论以期望法则计算为核心假设.比较概率决策任务和比例决策任务的新研究范式表明:以期望值作为风险偏好的指数或是人为且错误的指数.
摘要

风险决策主流理论以期望法则的计算为核心假设, 认为决策者需要进行“加权求和”的期望值计算过程. 为检验这一基本假设, 本研究采用相同的视觉材料设计了两类任务: 将“%”看成“概率”的概率决策任务(风险决策)和将“%”看成“比例”的比例决策任务(计算决策). 两任务均要求被试选择自己偏好的选项. 考虑到被试在比例决策任务中须执行“加权求和”的期望值计算, 方能使其收益最大化, 我们推测, 若被试在概率决策任务中也是根据“加权求和”规则做出决策, 我们应当会发现影响“期望值计算”的诸因素(如计算难度、算术能力)同时影响两类任务. 结果发现: 计算难度和算术能力只影响比例决策任务绩效(其反应时更长, 基于期望值选择的比例更高), 但不影响概率决策任务绩效. 相反, 与“期望值计算”无关的“概率能力”和“感觉寻求人格”只影响概率决策任务绩效, 但不影响比例决策任务绩效. 该结果表明, 概率能力和人格对风险决策的行为绩效起调节作用, 人们在风险决策中可能并未按照期望法则的精确计算方式做出决策. 期望法则家族理论将“加权求和”结果作为人类风险偏好的单一指数, 或许是一种人为创造的错误指数.

  科学通报, 2012, 57(35): 3421-3433 | doi: 10.1360/972012-691
全文 : PDF (743 KB)  
机构介绍

中国科学院心理研究所重要科研机构

摘要

中国科学院心理研究所(以下简称心理所)成立于1951年, 其前身为创建于1929 年的中央研究院心理研究所. 心理所的定位是: 探索人类心智本质, 揭示心理和行为的生物学基础与环境影响机制, 为提高国民心理素质、促进社会和谐发展提供重要知识基础和科技支撑, 成为引领我国心理科学发展、有重要影响力的国际著名研究机构和服务国家科技创新与社会经济发展的重大战略咨询基地.

  科学通报, 2012, 57(35): 3434-3436
全文 : PDF (2655 KB)  
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