浅析一般智力的神经机制论文

时间:2023-05-25 08:21:04 论文 收藏本文 下载本文

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浅析一般智力的神经机制论文

篇1:浅析一般智力的神经机制论文

浅析一般智力的神经机制论文

一般智力的神经机制是什么?自Call于1825年提出颅相学以来,这个问题争论了近两个世纪。那么,人脑的哪些部位和特征可支持一般智力的活动?脑的大小、额区和顶区、灰质和白质等与一般智力的联系是否密切?智力脑的研究方法有哪些?一般智力神经机制的未来研究方向是什么?本研究主要梳理以往关于这些问题的研究结论,以较准确地界定这些问题。

一般智力这个概念与Spearman在1904提出智力的一般因素(g)有一些差异。笔者认为在广泛意义上,前者更强调智力的一般性,并包含后者。早期的智力神经成像研究主要关注一般智力,其评估方式多采用瑞文推理测试、卡特文化公平测试及韦氏智力量表、智商量表等公认的经典量表或g因素负荷较高的任务。也有研究使用游戏来测量一般智力,如知觉迷宫测试、象棋、围棋等。但是,早期关于智力功能和结构成像的研究通常没有做到全面测试。严谨的一般智力测试通常需要一系列量表,仅仅一个测试远远不够,这种思路也越来越普遍。本文所述的一般智力概念和测试方法包含了早期和当前研究。

一系列关注一般智力神经机制的研究采用了各种神经成像范式,包括结构成像和功能成像两类。所涉及的脑成像技术主要包括:关注结构成像的核磁共振成像和基于体素的形态测量法;测量脑血流量和葡萄糖代谢的正电子断层扫描和功能核磁共振成像以及静息态功能核磁共振成像;测量水分子运动的弥散张量成像。

一、脑的大小与一般智力的联系性

“头大的人更聪明吗”?这种将脑的大小与一般智力联系起来的探索可以追溯到19世纪早期。虽然这种粗浅的现象描述曾饱受批判,但近代的脑成像实验间接支持了二者的联系性。

脑的大小如何测量?以往研究通常直接测量头的外部尺寸,如头围,并有研究表明二者存在相关。如Ivanovic等从不同的社会经济阶层挑选96名高中毕业生(WAIS-R得分>120 ; WAIS-R得分<100),结果发现,HC与IQ存在显著正相关。一般而言,用HC评估“头”比较准确,但是它并不能精确地评估“脑”。

一系列神经成像技术使脑内容积的测量变成现实。Wickett, Vernon和Lee总结:“以往研究团队使用不同的扫描仪器、不同被试和不同智力测试,结果大都表明,IQ和BV的相关平均为0.4。”可见,较大脑区可以预测较高的智力。

现代代表性观点当推McDaniel对37项神经成像研究中1530个被试的数据进行的元分析,分析发现BV和一般智力测试得分之间存在一个比较小、但很一致的相关值(. 33)也有研究主张,整体BV可以解释一般智力(或IQ)大约16%的变异。

其实,并非整个BV都与一般智力相关,只有几个特定兴趣区的容量才与一般智力相关密切。部分研究发现,控制了整个脑区后,与一般智力相关密切的区域在额叶、顶叶和颗叶、以及海马和小脑。Colom等概括到,比较典型的几个具体脑的容量和一般智力存在中等相关(0.25一0.50)

这些研究结果使争论了170多年的问题越来越清晰,即总体BV与一般智力确实存在正相关。原因可以追溯为:一般智力水平的高低通常取决于人脑两个半球共同组成的神经联接所发挥功能的强弱,而并非单一的结构所能控制。脑中存在着一种分散式系统,若干个脑部位的连同作用是决定一般智力水平高低的关键因素。

另外,该类结论的证据,也来源于科学家将人和动物的BV进行对比的实验。但是,一些典型的认知能力是鲸目动物、灵长类动物与人类共有的,比如自我认知、符号交流、解决复杂问题等。而这些能力与脑总体特征的联系似乎比单一的脑尺寸这个因素更有助于解释一般智力的差异。由此,这又是对脑的大小与一般智力密切联系这一结论的质疑。可见,二者的联系性虽然达成了一些基本共识,但仍然需要进一步验证。

二、额叶、顶叶与一般智力的相关性

哪些脑区可以揭示一般智力的差异?不同研究支持了不同的脑区。虽然对于具体的脑区仍存在一些争议,但多数研究结果都涉及到额叶与顶叶皮层,且强调并非所有脑区对于解释一般智力的差异都非常重要。

Jung和Haier选取了在1988~20xx年期间发表的37篇结构和功能神经成像文章,其中的一般智力测试包括流体和晶体智力、推理、g因素,甚至一些推理游戏。基于这些研究揭示的一般智力神经机制的共性,他们汇总了多个研究共同关注的几个分散脑区,通过白质结构将顶区和额区皮层联系起来,提出顶额整合理论。该理论主张,一般智力水平反映了顶—额神经网状联接如何有效加工信息。其中,背外侧前额皮层的几个离散部位和顶叶皮层的几个部位和顶叶皮层的几个部位可能是人类智力最重要的脑区。同时,P-FIT模型仍然强调,一般智力的个体差异源于多个脑区神经网状联接或信息传输的有效性,故额、枕、顶和颞四个脑区都参与一般智力,并表现为4个可区分的信息加工阶段:

第一阶段,加工感觉信息(假设人类获得信息先从视听觉开始):主要发生在枕叶和颞叶。具体表现在纹外皮层和梭状回和韦尼克氏区。前两个区主要负责识别和阐述视觉信息,后一个区主要负责分析和阐述听觉信息。

第二阶段,整合和抽象感觉信息:主要发生在顶叶,具体在缘上回,顶上小叶和角回。

第三阶段,加工信息:顶区和额区相互作用,主要进行问题解决、评价和假设检验。

第四阶段,选择和抑制反应(获得最好的解之后):前扣带回主要负责这些活动。

由上可见,P-FIT模型强调人脑可以将多种功能进行整合以完成不同的工作,这非常符合人脑各个局部之间协同合作的原理。另外,额叶、顶叶与一般智力的相关性在这个模型中尤其得到了凸现。

许多研究结果支持了该模型强调的额顶叶皮层。比如,Cray, Chabris和Braver使用fMRI技术揭示:侧前额和顶区调节流体智力和工作记忆的.相关性。Clascher等使用基于体素的损伤症兆图技术检测241位脑损伤病人,同样发现额顶区分散的神经联接与g相关显著。Masunaga等用fMRI扫描被试执行卡特文化公平智力测验的脑区,发现刺激—反应联接的学习激活了顶叶皮层,而概括、评价假设和选择策略活动激活了额叶皮层。这和以前使用瑞文推理测试所作的脑成像研究结论相一致。可见,额顶区参与了人类一般智力活动。有趣的是,Tang等让40个年轻被试操作一系列n-back工作记忆任务,同时使用DTI和fMRI两种技术检测其脑活动。结果,n-back任务激活的脑区主要在右侧前额叶和双侧顶叶。可见,与一般智力密切联系的工作记忆,其激活的脑区也与一般智力相近。

另外,静息态脑成像(R-fMRI)实验也支持了P-FIT模型,强调不参与任何刺激任务的脑的自发活动,同样与一般智力的个体差异存在显著相关。一般而言,脑的很大一部分能量消耗在自发性神经活动(代谢活动),而与任何特定刺激或任务并不产生清晰的联系。Biswal等从35个国际实验室招募1414个被试,发现静息状态下获得的fMRI信号中,存在振幅较大的自发性低频波动,且这些低频波动与个体脑区的功能联接密切相关;Song等用R-fMRI检测59位成年人在休息时的自发性脑活动及其一般智力的个体差异。他们以双侧背外侧前额叶皮层为种子区,探讨种子区与其他脑区功能联接的强度。结果发现,与一般智力测试得分相关显著的脑部位主要分布在:额、顶、枕和边缘叶。回归分析表明,额叶内的功能联接和脑前后区域的功能联接对于预测智力个体差异都很重要;van den Heuvel等人也使用R-fMRI技术扫描19名成人(年龄的M±SD =29±7. 8)在休息状态下的脑活动,并用图谱分析法计算静息状态下不同脑区的自发信号之间的相关。最后发现,静息状态下脑正常的网状联接特征路径长度入值与一般智力(WAIS—III测试分数)之间存在很强的负相关,且这种联接最显著的效果,发生在额顶叶这两个区。

三、白质、灰质与一般智力的相关性

白质和灰质是中枢神经系统的两个主要元素。人脑剖而中的白质组织,位于皮层深而,由大量髓磷脂(脂质)组成,由连合、联络和投射三类纤维组成,控制着神经元共享的讯号,协调脑区之间的正常运作;而灰质由神经元、神经胶质细胞、毛细血管组成。比较来看,白质反映轴突数量和厚度以及其髓鞘形成程度;灰质反映神经元胞体和树突分支生长的数量和密度。白质支持了信息在脑内流动的有效性,尤其是白质弓形束在脑内信息交流中扮演一个至关重要的角色;而灰质支持信息加工容量。

弥散张量成像技术(DTI)是目前检测脑白质纤维束最好的无创性成像方法。它能利用组织中水分子自由热运动的各向异性原理,以三维形式呈现神经纤维束的联接和走行分布,能准确评价白质纤维束之间的空间解剖关系和受侵情况。DTI可获得一系列完整的正常脑白质纤维图像,可显示的纤维束包括:弓状束、上下纵行束、钩回束、视听辐射、前连合、脐服体、锥体束、薄形束、楔形束、内侧束、红核脊髓束、顶盖脊髓束、中盖束、三叉神经丘脑背侧束、上中下脑脚、动眼和三叉神经根部纤维等。DTI指标包括:部分各向异性(FA)、平均扩散率(MD)、径向弥散(RA)和轴向弥散(AD)

另一个测量白质神经化学完整性的技术是磁共振波谱分析(magnetic resonance spectroscopy,MRS),它是测定活体内某一特定组织区域化学成分的唯一的无损伤技术,是磁共振成像和磁共振波谱技术完美结合的产物,是在磁共振成像的基础上又一新型的功能分析诊断方法。现在用于MRS检测的核素有1H,13C,19F,23Na,31P。

近年来研究使用DTI和MRS技术揭示了白质完整性与一般智力的联系性,强调白质完整性对一般智力的重要作用。比如,Schmithorst等用这两种技术扫描47位儿童和青少年(平均年龄5-18岁),选用DTI的2个指标—部分各向异性(FA)和平均弥散率(MD),计算额、顶、枕、颞四个脑区的白质。结果显示,这两个指标与被试的一般智力(WISC -III)得分存在相关,尤其额、顶和枕区双侧和内侧的白质FA指标,而这些部位被认为是白质弓形束所在的代表性区。该研究还发现,FA与言语一般智力的相关(. 57)大于其与非言语能力的(.33)。因此,联接布罗卡区(BA 44)和韦尼克区(BA 22)的整体性白质,对于解释孩子一般智力的差异似乎更敏感。

Yu等使用DTI技术中的FA方法来评估几个部位白质神经束的完整性,将15个智障儿童和79个健康控制组做比较,并将对照组分为普通智力组和高智力组。结果显示,智障组的FA指标在胼胝体、钩束、视放射和皮质脊髓束这4个部位都显著低于控制组,而普通智力组仅在右钩束部位比高智力组低。由此表明,智障组的脑白质神经束的完整性广泛受损,且右钩束可能是一般智力差异的一个重要神经基础。

Chiang等用DTI技术扫描92对双胞胎,首次分析基因和环境如何影响脑的神经纤维结构以及它们与认知功能的基因联接。他们评估了言语(信息、词汇和算术)和非言语智力(空间和客体分类)智力,用FA指标评价白质完整性,用结构方程模型(SEM)拟合脑内每一点上的数据,并生成三维遗传图谱。在显著控制基因条件下来检测白质完整性,发现与一般智力相关的白质完整性存在于:前额两侧、顶叶双侧、枕叶左侧(相关范围.55~ .85)。非言语智力与这6个部位的FA指标存在相关:扣带回、视放射、前侧额枕骨纤维束、内囊、胼胝体峡和放射冠。而且,共同的基因因素调节了一般智力和白质完整性的相关,二者之间存在一个共同的生理机制。

总之,这些相关结论表明,白质的纤维组织密度与一般智力存在密切联系。原因可能在于:白质的轴突直径越大,其神经传导速度越快。白质髓鞘形成和轴突直径的同时增加,在认知发展中扮演了重要角色。虽然,DTI和MRS是两项激动人心的技术,大大帮助了我们评估白质在整个脑的流向和完整性。但是,DTI技术的信度是建立在检测离散的白质神经束(如弓形纤维束)基础上的。由此,DTI技术间接、潜在地促成了白质完整性与一般智力的相关。

同时,也有研究发现了灰质与一般智力的相关性。通常,人脑并不容易被切割成不同皮层区,只有很高级的成像技术才能实现。基于体素的形态测量法(voxel-based morphometry,VBM)能够测量不连续的脑区皮层和皮层下神经元(突触群),并用统计参数绘图方法自动将脑分割为几个不同组织(如灰质、白质、脑脊髓液等),且空间分辨率达到毫米水平。

Colom, Jung和Haier总结出这几个区的灰质容量与斯皮尔曼的g相关显著,即前扣带回、额叶、顶叶、颞叶和枕叶。随后,他们用VBM扫描48名被试后得出结论:(1)越复杂的认知任务(即g负荷较高),越能激活较多的灰质;(2) g与工作记忆广度的复杂任务相重叠的灰质区大于简单任务与它的重叠区。

总之,很多研究在基于体素(voxel)水平的分析上,揭示了特定脑区的白质和灰质与一般智力分数存在相关。Cignac,Vernon和Wicket综述以往研究后指出,各类研究报告大部分汇报:一般智力与整脑的白质容量未加权的平均相关值是.31,与整脑灰质容量的相关是.27。可见,比较而言,白质与一般智力的相关更大一些。

四、多个脑区的网状联接:高智力者的特点

多个脑区间的网状联接可能也是支持一般智力的重要神经基础。那么,天才智力水平高的一个重要因素是否是其脑区间的信息传递比普通人更有效?

Li等用79个青年被试来检验这一假设。他们使用弥散张量纤维束成像技术进一步分化脑的解剖结构,着重关注脑两半球内部和两半球之间的网状联接,构建了6个白质神经束:胼胝体的膝、胼胝体的体、胼胝体的压部、扣带、皮质脊髓束、顶枕部纤维束,并计算被试神经网状联接的拓扑特征。他们依据IQ得分,将被试分为普通智力组和高智力组。结果,高智力组表现出特有的相对短的信息传递路径和比较高效的神经网状联接整体效应(控制了性别和年龄差异后),表明他们的脑具有更高效的平行信息转换功能。由此,该研究充分支持了脑整体信息传递的效率是一般智力差异的重要生理基础。

Lee等挑选18个天才(瑞文推理得分M±SD = 33. 9±0.8, >99%)和18个韩国普通青少年(瑞文推理得分M±SD=22.8±1.6,60%),用fMRI来扫描被试执行两种推理任务(g的高负荷和低负荷)时的脑活动。结果,两组被试都发现在双侧额顶区的几个部位激活增加了,即侧前额、扣带回和后侧顶皮层。但是,天才组在后侧顶叶皮层的激活比普通组更大。而且,在顶叶上侧和内侧与一般智力个体差异相关更高。因此,高智力者通过后顶区的优先激活而使额顶部位的神经联接发挥作用。

总之,近期研究己经表明,人脑有一个复杂的网状联接系统,它可以在空间分散但功能联系的不同脑区之间连续不断地转换信息,由此暗示,脑内部聚集了多个高水平的局部神经束,使其可以发生长距离联接,保证了整个脑网络之间的高效运作。因此,脑组织结构的高效率运作可能是一般智力的一个重要生理基础。而高智力者的神经网状联接的整体效率与一般智力联系尤为密切,尤其发生在额顶区。且他们在执行任务过程中,比普通人的脑区激活程度更大,但持续时间更短。

五、小结

从以上分析可见,多项研究表明了脑总体的大小、几个特定脑区、以及特定脑区的灰质和白质均与一般智力存在联系性。整个脑的神经网状联接和特定脑区对一般智力的影响都很重要。虽然特定脑区与一般智力的相关性仍存在一些争议,但总体而言,额叶和顶叶皮层是一般智力加工的重要脑区。未来研究需要整合多学科(如心理学、心理测量、遗传学、基因学神经学)的研究结果,以便将一般智力的神经机制准确地揭示出来。

总之,如何将一般智力的神经机制准确地定位出来,如何绘制“神经—智力”的综合性蓝图,这对人类来说,始终将是一个激动人心的挑战。

篇2:探索审美活动的神经机制论文

探索审美活动的神经机制论文

与传统美学研究的思辨方法不同,认知神经美学的研究主要是实证性的,就是说是通过实验观测来探询我们审美活动的一般规律。这是一个人文(美学、艺术)与科学(脑科学、心理学)密切交叉的研究领域,也是国际学术界最具有挑战性的新兴学科。遗憾的是,国内尚无这方面的系统研究。

假如您是一位艺术家,或者是一位艺术爱好者,当您在欣赏或创作艺术作品的时候,是否曾想过在进行这种艺术活动时,您的大脑内部所发生的事件?想过这些活动对自己思维能力的提高、对塑造自己独特的大脑会产生什么影响?或者在长期的艺术欣赏和创作活动中,您是否知道自己已经潜移默化地得到了许多收益?

1993年美国认知神经科学家肖(GordorL.Shaw)教授等人在《自然》杂志第365期上发表了一篇题为“音乐与空间任务能力”的科学论文。在这篇论文中,肖教授指出,大学生经常聆听莫扎特D大调k.448号作品,有助于提高他们的时空推理能力。论文发表后,引起了公众的很大反响,一时聆听莫扎特音乐重新成为了大学生们的“时尚”。后来肖教授为了全面阐述音乐与思维能力的关系,出版了一部题为《心留莫扎特》的书,将审美活动与大脑的智力发展联系了起来。根据肖教授的研究,艺术活动的时空想象能力与语言逻辑的分析能力是提高智力水平相互补充的两个途径。

无独有偶,法国神经生物学家泽剋(SemirZeki)通过视觉艺术也开始了审美神经机制的研究,并于将他的研究成果写成了第一部神经美学专著——《内在视觉:关于大脑与艺术关系的探索》。于是,作为一个相对独立的研究方向,认知神经美学正式形成了。为了概括这个方向的研究内容,美国认知心理学家索尔索(RobertL.Solso)在所著的《艺术心理学与意识大脑的进化》一书的最后,正式提出了“美学的认知神经科学理论”范畴。或许我们可以称这样的研究领域为“认知神经美学”。

总之,20世纪的90年代末,在西方的一些神经学家,如上面提到的肖、泽剋和索尔索等人的率领下,人类开始探讨自己的脑与艺术的关系问题,开始了艺术审美神经机制的科学研究。

我们知道,审美活动是一种意识活动的高级形式,涉及我们的感知、情感、想象、记忆,以及价值评判等高级认知过程。美国科学家、诺贝尔奖得主埃德尔曼(GeraldM.Edelman)在《意识的宇宙》一书的最后明确指出:“精神作为一组关系有其物质基础:你的脑的作用及其所有机制产生了一种与有意义的过程有关的精神……正是神经系统和肉体的极端复杂的物质结构产生了动态的精神过程以及产生了意义。”显然,作为高级认知过程的审美活动也不例外,它是我们无比复杂的神经活动的产物。因此,从科学的观点看,对审美活动机制的研究,说到底就是要揭示其神经活动机制。

与传统美学研究的思辨方法不同,认知神经美学的研究主要是实证性的,就是说是通过实验观测来探询我们审美活动的一般规律。这是一个人文(美学、艺术)与科学(脑科学、心理学)密切交叉的研究领域,也是国际学术界最具有挑战性的新兴学科。遗憾的是,国内尚无这方面的系统研究。

我们知道,长期以来,美学研究主要是形而上学讨论的范围,但随着20世纪西方语言学转型,产生了一些关注审美过程的美学流派,如阐释美学、接受美学等等。到了21世纪,西方哲学界又开始了一场认知转型的哲学浪潮,美学的研究也开始注重于审美认知机制的研究。可喜的是,随着20世纪80年代后脑科学的蓬勃发展,为美学真正意义上的认知机制研究提供了坚实的基础。于是,在早期审美现象的哲学思考、艺术心理学与生理学研究的基础上,科学家们终于开始了审美活动的神经机制的研究工作。

认知神经美学研究的目标是获取审美的神经机制的认识,具体来说是对审美活动到底激活了大脑的哪些脑区,它们之间的关系如何的认识。当前的研究主要是研究人脑对艺术作品的认知机制,离美感体验机制的认知还有很大距离。当然,认知神经美学研究的对象是进行审美活动的人脑。这里的人脑有两层含义,第一是研究正在进行审美活动的具体的大脑,比如正在欣赏艺术作品的人的大脑;第二是指研究作为经历了数亿年进化而来的人脑。由于艺术的发展与人脑的进化是同步的,艺术是人脑的创造,所以研究艺术发展的规律可以间接地获取对不断进化(包括审美进化)的大脑的认识。反之亦然。

认知神经美学研究的方法主要是依靠解剖学、病理学的有损脑探测方法和近来应用越来越多的无损脑功能成像技术。前者是传统的神经机制研究手段,应用范围局限于病人。后者是脑科学发展的具有革命意义的技术支持,应用范围扩展到正常人。脑功能成像在认知神经科学领域的普遍应用,对我们认识大脑的正常活动产生了深刻而巨大的影响。

认知神经美学的研究才刚刚起步,从现有的资料来看,研究内容主要集中在以下几个方面:

(1)对视觉艺术(主要是绘画)的审美活动的研究,研究对象是视觉神经系统,方法是应用无损脑功能成像和病理学手段。这里面涉及大脑对视觉刺激的线条、形状、颜色、位置、运动各因素的感知和整合问题;

(2)对听觉艺术(音乐)的审美感知的研究,研究方法是无损脑功能成像,研究目的是揭示与音乐的审美感知有关的大脑活动机制;

(3)对艺术风格的脑成像研究,比如泽剋就对肖像画、抽象画派、写实画、印象主义画派和野兽画派作品分别做了脑科学的研究;

(4)对于艺术审美的神经机制探索,更丰富的脑科学实验是关于各种艺术形式的审美体验的实验报告。当然审美体验是一类高级形态的主观意识体验,对于其中美感产生涉及到十分复杂的神经机制。

上述方面的研究已取得了一些初步的成果。比如,在对观看视觉艺术作品的脑功能成像实验中发现,不同的作品所激活的脑区是不同的,对作品不同刺激要素(颜色、形状、运动)感知的反应时间也有差别,并发现了“欣赏”过程中的特异的神经加工通路。再比如,索尔索在对专业画家与普通人进行绘画创作的对比脑成像实验发现,新手的纺锤体区的活动比画家强,这说明新手需要更多的努力才能获取观测的特征以把它们表现出来。实验同时发现,画家的右脑额区的`活动比新手的强烈,额区是创造力活动的关键区,这说明专业画家在创作过程中比普通人更多地进行更高级的思维活动,而不是如后者那样集中于对具体特征的分析和表现,画家的创作超越了基本的视觉感知。

在对艺术风格的脑成像研究中,泽剋通过实验确认,艺术家对特定艺术风格的追求(体现在绘画作品本身和对绘画艺术的讨论等形式)与脑科学对感知的发现是吻合的。艺术家凭直觉而不是知识遵循了视觉神经系统的运行机制,尽管他们这样的模仿是不自觉的。

通过实验,一些研究人员推测出这样一个审美规律,即视觉刺激的特征若与视觉机制的运行规律相符,我们就能感受到美。如果这个推论成立,那将是非常鼓舞人心的。因为这就意味着对感知的神经机制的研究将揭开科学研究审美的奥秘。

上述的这些研究结果尽管还十分粗浅,但对于我们了解审美活动的基本规律无疑是有帮助的。应该说,正是这些研究,使得我们对于各种美学理论有了一些(当然还远远不够)客观评价的依据。比如泽剋从审美神经机制角度对柏拉图美学的理式、亚里斯多德美学的理念、康德的先验范畴与黑格尔美学的理念进行了考察,发现这些概念的涵义尽管是不同甚至对立的,但是如果将它们定义为“事物的恒定特征在大脑内部的储存”,它们之间的区别就可以忽略。因为,这些貌似对立的美学理论实际上蕴涵着同一个观点,那就是艺术是对事物的恒定特征的探寻。

很明显,认知神经美学的研究及其成果,对于当今美学理论与实践的发展,有着极其重要的意义。因为审美神经机制研究的目标是揭示审美活动的神经基础规律,美学的对象是审美活动,而任何审美活动都是人的审美活动,更精确地说是人脑的审美活动,所以从这个意义上讲,审美神经机制研究是美学的重要基础。诚然,目前的审美神经机制研究还不足以构建以它为基础的美学理论,但是它为美学的发展提供了新的可能,挖掘被美学理论家长期遗忘的神经机制将对美学的发展作出革命性的贡献。如果说我们现在离这个目标尚远,那么审美神经机制研究至少为美学提供了全新的视角,我们可以从这个视角来对一些美学概念和美学理论进行全新的分析。

篇3:什么是智力低下的神经发育分子调控机制

遗传发育所揭示智力低下的神经发育分子调控机制

人类的大脑由1000亿个神经元组成,神经元与神经元之间通过多达10000个神经突触相互连接形成一个庞大而复杂的神经网络,从而行使大脑的功能。因此,神经突触的发育和功能是神经生物学研究的核心内容。脂质的主要生理功能是储存能量、构成细胞膜组份以及调控膜信号转导。脂质在神经系统中富集,且对神经系统的发育和功能起着极其重要的作用。脂代谢异常导致多种神经精神疾病。例如参与脂肪酸在体内活化利用的第一步关键酶脂酰辅酶A合成酶(acyl-CoA synthetase long-chain family member 4, ACSL4)突变后特异性地导致智力低下而不影响其他生理功能。但是ACSL4及其所调控的脂质如何影响神经发育以及ACSL4突变后导致智力低下的发病机理目前还远不清楚。

ACSL4蛋白序列在进化上高度保守。中国科学院遗传与发育生物学研究所张永清组的研究发现果蝇ACSL4同源蛋白Acsl突变后导致三龄幼虫的神经肌肉突触过度生长。进一步的研究表明,Acsl突变体中的突触过度生长是由于促进突触生长的BMP(bone morphogenetic protein)信号通路活性异常升高所致。神经发育过程中的信号转导受到精细的调控。活化的BMP受体需要经过Rab11介导的内涵体循环进行灭活,从而抑制BMP通路的信号转导。该研究发现Acsl突变体中,循环内含体(recycling endosome)膜中的蛋白组份异常,与膜结合的Rab11降低,从而抑制内含体对BMP信号转导的负调控,最终导致神经突触过渡生长。这一研究揭示了ACSL4在神经突触发育过程中的功能及其分子调控机制,也为进一步深入研究脂质在神经系统中的功能以及相关神经精神疾病包括智力低下等的发病机制提供了理想的切入点。

热性惊厥

有人证明,一次惊厥发作对近记忆力有一过性影响,相当于脑震荡所致损害。惊厥持续状态可产生严重脑损害,而致智力低下。因为在惊厥性放电时,脑组织有大量的神经元发生快速、反复的脂除极化,需较多的能量维持钠钾泵的功能,神经递质的合成与释放也增加,细胞代谢过程加快......

脑损伤可以引起惊厥,惊厥发作也可造成脑损伤。有人证明,一次惊厥发作对近记忆力有一过性影响,相当于脑震荡所致损害;惊厥持续状态可产生严重脑损害,而致智力低下。因为在惊厥性放电时,脑组织有大量的神经元发生快速、反复的脂除极化,需较多的能量维持钠钾泵的功能,神经递质的合成与释放也增加,细胞代谢过程加快,而且惊厥时体温升高,肌肉抽搐也使全身代谢增加,高热可使动物脑代谢增加25%,这些活动所需能量比正常高出2~4倍。脑的异常放电活动即惊厥放电本身对能量的需要也明显增加,这也是引起脑损伤的一个重要原因。所以惊厥给脑造成了最大的代谢负担。

热性惊厥为小儿惊厥中最常见的一种,预后一般良好,引起智力低下的发生率很低,这是因为一般单纯性热性惊厥,发作次数少、时间短、恢复快、无异常神经征,因此惊厥发作时对大脑的影响较少。但是其中有少数患者可以引起智力低下,目前对此有两种解释,一种认为严重的热性惊厥可以引起脑损伤,以致出现癫痫及智力低下,这是指惊厥持续时间越长,惊厥复发次数越多,出现脑损伤的可能性就越大。另一种观点认为,在热性惊厥前,神经系统已出现异常,这种小儿即使不发生热性惊厥也会出现智力低下,即认为热性惊厥病儿的神经系统症状并非惊厥本身所致,而是存在于热性惊厥起病之前,热性惊厥与智力低下并非因果关系,而是共同原因所决定的。

另外惊厥引起脑损伤和年龄也有密切关系。小儿惊厥持续30分钟以上就可以产生神经元缺血性改变,而成人惊厥超过6小时才发生这种改变。这是因为婴幼儿时期脑组织代谢活跃,神经细胞处于生长、分化旺盛时期,正在发育的脑组织最易受损害,所以惊厥发病年龄越早,其智力低下的发生率可能会越高。

总之热性惊厥之前如已有神经系统异常,可能导致将来的智力低下,严重惊厥本身也能引起脑损伤而影响智力。

篇4:推理认知神经机制的研究论文

归纳推理认知神经机制的研究论文

归纳推理是从特定的事件、事实向一般的事件或事实推论的过程,是将知识或经验概括简约化的过程。归纳推理是人类智力的一个关键要素,推理能力的高低可以反映个体对于事物本质以及事物之间相互联系的认知能力的高低。归纳推理的早期行为研究主要集中在归纳论断力度的判断与儿童归纳推理能力研究的探讨中,然而这些研究并没有真正触及到归纳推理过程本身,也很少涉及归纳推理的形成机制。近年来研究者使用不同的研究工具对于归纳推理的认知神经机制进行了探讨,力图对其进行进一步研究。

一、归纳推理的脑成像研究

首次对于归纳推理进行脑成像研究始于,Goel等人用正电子断层扫描技术(PET)以三段论语句为材料对比了归纳推理与演绎推理的异同,发现归纳推理激活的脑区包括左侧额中回,左侧扣带回,以及左侧额叶上回;与演绎推理相比,在左侧额叶上回激活的区域略有不同。Goel和Dolau又用fMRI技术对于归纳推理与演绎推理进行了研究,发现两种推理任务都激活了左侧前额皮层、双背侧前额、顶部以及枕叶皮层,其中左背外侧额回在归纳推理过程中被更多的激活。

梅杨、梁佩鹏等采用简单几何图形为研究材料,利用fMRI探讨了图形型归纳推理的认知神经机制。研究发现,归纳推理任务显著的激活了前额区、尾状核、壳核和丘脑,并且发现在图形型归纳推理中“前额皮层—纹状体—丘脑”通路显示出重要的作用,另外,右侧额下回、双侧尾状核头部、壳核等脑区参与了知觉信息的整合。Peipeug Liaug同样采用几何图形为实验材料,根据特征维度的不同划分为两种,一种为共享两个属性的任务,另一种为共享一个属性的任务,以信息、任务作为参照。相对于信息任务来说,归纳任务激活了前额皮层、丘脑等区域,并且这些区域的激活与任务难度有关。实验中同样发现“前额—纹状体—丘脑”通路在归纳推理中的重要作用。

Xinqin Jia et al ()关注了数字归纳推理识别和外推的两个认知过程。fMRI研究结果发现左侧顶上小叶(SPL)延伸至楔前叶区以及左侧背外侧前额皮质(DLPFC)参与了数列归纳推理的识别和外推阶段。在识别阶段额顶叶区域得到了激活,而在外推阶段纹状体丘脑区域得到了激活。研究证明许多脑区参与了数字归纳推理的过程,包括前额、顶叶以及皮质下区域。

综合以上研究发现,归纳推理的认知过程激活了大量的脑区,由于研究者采用了不同的研究材料,激活的脑区也有所差异。但是总体来讲,前额叶在归纳推理过程中起到了至关重要的作用。脑成像研究给我们提供了归纳推理参与认知加工的脑区,但是并不能清楚的提供认知加工的过程。因此,对于归纳推理的认知加工过程还需要进一步探讨。

二、归纳推理的事件相关电位研究

事件相关电位技术有高的时间分辨率,能够弥补fMRI技术的缺陷,清楚的记录归纳推理的具体加工过程,以便对其进行探索。Bigman和Pratt首次使用ERP技术对于简单几何图形的类别归纳进行了研究。实验中相继呈现三个图形刺激,被试要在前两个图形出现后迅速提取出它们的共同特征,在第三个图形出现时要判断它是否具有前两个图形的共同特征。研究结果显示在第一个图形出现时,被试就进入了对其进行类别归纳的初步加工。在刺激处理的过程中,被试并不是对于所有刺激的所有特征进行分析,而是基于刺激的共有特征进行分析。

Peipeng Liang以句子为材料对于归纳推理的时间进程进行了研究。实验分为归纳一致任务与归纳不一致任务。归纳一致任务与句子的'前提和结论有关,被试需要结合前两个句子的前提、结论和背景知识判断结论的合理性。归纳不一致任务也就是基线条件,与前提和结论无关,被试发现句子的前提和结论的信息不能进行整合,第三个句子与前两句语义不相同,他们就要做出否定的反应。研究结果显示:在350650毫秒的时间窗口内,被试存在一个语义信息整合的过程。归纳一致任务与归纳不一致任务相比,在迎玛频段分析中有显著的上升。研究者推测归纳推理的过程包含三个阶段,分别是知觉分析阶段、语义信息整合阶段和反应阶段。

欧阳含璐采用数列型任务考察了儿童与成人归纳推理过程的异同。研究发现,儿童与成人归纳推理的时间进程是基本一致的。在规则获得阶段,儿童和成人被试都对于数字的出现进行了早期的视觉加工,300-500ms时间窗口出现的P3成分主效应显著,标志着假设的生成,认知加工进入了归纳阶段。儿童与成人脑电结果的不同点在于:儿童在数字3的N2成分上表现出差异,这说明儿童对于数字1与数字2之间规则的不一致产生了更大的冲突。结合地形图可以发现,儿童的差异集中在前额叶,而成人的差异分布在头皮中部和后部。这说明在完成同等难度的归纳任务时,儿童要比成人投入更多的工作记忆与注意资源。

三、小结与展望

归纳推理不仅是人的一种高级认知功能,也是一个非常复杂的过程。在对于归纳推理进行研究的过程中,研究者使用了不同的研究材料,具体可以分为语句型、数字型和图形型三种。语句型任务由于呈现时间长并涉及了被试的相关背景知识,会引起提取波形的不纯净,对于实验结果的分析造成一定程度的影响。图形型任务考察了被试对于不同种类图形属性特征的提取,并没有涉及到刺激项目间的抽象关系。数字型任务中规则的提取和应用涉及到了归纳推理的核心内容,并且对于被试的背景知识要求较低,因此,此类型的研究材料将会是今后归纳推理的研究的重点。归纳推理的认知神经机制研究刚刚起步,由于研究手段和材料的不同,其研究结果也并不统一,对于其具体的认知加工过程有待于进一步研究。

篇5:神经精神性狼疮发病机制

【关键词】 红斑狼疮;神经精神性;发病机制

系统性红斑狼疮(SLE)是一种可累及全身各个脏器和组织的免疫性疾病,当SLE累及神经系统,且以神经系统为主要症状时,则称为神经精神性狼疮(NPSLE)。

NPSLE发生率高达14%~75%[1],NPSLE占SLE的比例大致在40%~50%,并具有较高的病死率和致残率[2~4]。

NPSLE的病理过程多种多样,其复杂的病因及发病机制的研究日益成为自身免疫疾病和神经科学研究的热点。

本文就近年来NPSLE发病机制的研究综述如下。

1 遗传学及基因学

目前已有较多关于狼疮基因的研究,每个基因都在某个方面对免疫调节、蛋白降解、肽类跨越细胞膜的转运、免疫回应、补体、网状内皮系统、免疫球蛋白、细胞凋亡和性激素等施加影响。

因此,非近似基因缺陷联合作用,就能构成不同的异常反应,分别引起相应的病理改变和临床的不同表达[5]。

谢尚葵等[6]发现人类白细胞抗原(HLA)-DR2组等位基因:DRBl*150 I与神经精神症状正相关。

与阳性狼疮细胞负相关,但是通过何种途径致病尚不清楚。

高同型半胱氨酸(homocystein,Hcy)血症会直接损害动脉血管壁内皮细胞、刺激淋巴细胞和单核巨噬细胞氧化应激、参与动脉粥样硬化的发病,与动脉血栓形成有关。

5,10-亚甲基四氢叶酸还原酶(5,10-methylene-tetrahydrofolate reduetas,MTHFR)的基因突变(677C→T,一种不耐热型)是导致同型半胱氨酸(homocystein,Hcy)代谢异常最常见的基因突变,它引起 Hcy在SLE患者血浆中的水平升高[7]。

Afeltra等[8]的研究发现该基因在SLE和非SLE的癫痫病人中都有不同程度的纯合子/杂合子的变异,而且与SLE神经症状的癫痫发作有关,在种族分布中以高加索人最常见。

人脑内由星形胶质细胞和小胶质细胞或巨噬细胞合成大量的载脂蛋白E(apolipoproteinE,ApoE),其作用是参与脂质再分布以维持中枢神经系统胆固醇的内在平衡。

并且影响到神经元的修复和轴突(轴索)的再生和重建。

编码ApoE的3个常见的异构体E2、E3、E4的3个等位基因分别是ε2、ε3、ε4。

神经病理改变与ApoE等位基因的多态性是阿尔茨海默病发生的原因之一[7]。

Rudolf等[9]研究发现NPSLE患者组ApoE4等位基因频率明显高于SLE对照组和正常对照组。

差异有统计学意义,并指出ε4等位基因与早期发病和周围神经的累及有关。

2 抗体

抗体可能通过直接损伤神经组织和诱导血流动力学改变两种机制介导神经系统损伤。

2.1 抗体损伤神经组织

NPSLE患者体内存在以神经组织作为靶抗原的自身抗体,它们可局部产生(如鞘内分泌)或通过削弱病变的血脑屏障进入中枢。

这些抗体结合于神经细胞,促进分泌细胞因子,继发炎症反应,导致广泛的神经组织受损(包括神经元和轴索),这与临床上NPSLE的“弥漫型”有密切关系[7,10]。

舒慧君等[11]采用细胞酶联免疫吸附试验(ELISA)检测SLE患者的血清和脑脊液(CSF)中抗神经细胞膜抗体(即anti-N),结果提示CSF中的anti-N检测可作为SLE中枢神经累及(CNS—SLE)的敏感且特异的指标,并提出CSF中的anti-N是由破坏的血脑屏障进入中枢神经系统(CNS)的假设。

神经节苷脂GMl是N-乙酰神经胺,在人类神经系统含量最多。

SLE患者可能存在抗体直接作用于GM1受体,使电冲动与神经递质改变,从而产生弥漫性脑部/外周神经症状,在Weiner等[12]的研究中发现抗GM1抗体与SLE患者头痛发生有关。

Williams等[13]研究发现SLE患者存在微管相关蛋白2(MAPO2)抗体,特别是合并精神病、癫痫、神经病变和大脑炎时,提示MAPO2抗体也可作为NPSLE的免疫学标记物。

近年来,在NPSLE患者血清和CSF中抗Yo抗体(与小脑浦野细胞胞质抗体)、抗Hu抗体(抗神经细胞核抗原自身抗体I型)和抗Ri抗体(抗神经细胞核抗原自身抗体Ⅱ)被发现和鉴定[14]。

DeGiorgio等[15]证实了一种抗双链DNA(ds-DNA)抗体的亚型与N-甲基-D-天冬氨酸受体(N-methyl-D-aspartate,NMDA)有交叉反应而导致神经元的死亡。

NMDA受体是由NMDARl(NR1)和NMDAR2(NR2)两个亚单位共同构成的受体通道复合体,与兴奋性神经递质谷氨酸和天冬氨酸结合,可引起神经元细胞膜对Na+、K+和Ca2+通透性增强,产生兴奋性突触后电位(EPSP),NMDA受体的过度兴奋或抑制都会导致细胞凋亡。

重要的是,NMDA受体参与中枢神经系统发育中学习、记忆有关功能的建立,海马结构高表达NMDA受体,与此过程密切相关[7]。

Kowal等[16]最近的研究进一步证实了存在NR2抗体的小鼠在同时伴有血脑屏障破坏的情况下海马神经元最易受损,在狼疮患者中发现大约25%~50%的人存在抗ds-DNA抗体、抗NR2抗体和血脑屏障破坏,这也解释了部分SLE伴进行性认知功能下降/癫痫的发病机制,而研究中应用NMDA受体拮抗剂具有神经保护作用,这为NPSLE的治疗提供了新的途径和策略。

篇6:锰的神经毒性机制

锰的神经毒性机制

长期接触高浓度锰会引起锰中毒,但其神经毒性机制尚未完全清楚.本文就锰引起线粒体损伤、溶酶体损伤、细胞凋亡等方面的研究进展作一综述,探索毒性作用机制,为锰中毒的预防和治疗提供依据.

作 者:李秀菊 闫永建 LI Xiu-ju YAN Yong-jian  作者单位:山东省职业卫生与职业病防治研究院,山东,济南,250062 刊 名:中国工业医学杂志  ISTIC PKU英文刊名:CHINESE JOURNAL OF INDUSTRIAL MEDICINE 年,卷(期): 20(6) 分类号:O614.711 关键词:锰   神经毒性  

篇7:冲突控制的神经机制

冲突控制的神经机制

人类认知系统的一个重要特征是它能根据知觉选择、反应偏向以及实时更新的情境信息调节自身以适应特定的任务,使这种适应性得以实现的认知过程就是认知控制.该文简述了冲突控制的`界定、实验范式、冲突的种类等方面,尤其详细介绍了冲突控制神经机制研究的最新进展,并对进一步的研究提出展望.

作 者:岳珍珠 张德玄 王岩  作者单位:北京大学心理学系,北京,100871 刊 名:心理科学进展  PKU CSSCI英文刊名:ADVANCES IN PSYCHOLOGICAL SCIENCE 年,卷(期): 12(5) 分类号:B842.1 关键词:冲突   控制   神经机制  

篇8:神经可塑性理论与智力教育

神经可塑性理论与智力教育

本文介绍了Dennis提出的智力理论的'一种新理论--神经可塑性理论,该理论认为智力的发展是随着大脑神经网络的可塑性的发展而发展的,同时此理论可以解释许多其它智力理论不能解释的智力现象.本文还讨论了神经可塑性理论对当前智力教育的一些启示.

作 者:刘凤英 张庆林  作者单位:西南师范大学,心理学院,重庆,400715 刊 名:宜宾学院学报 英文刊名:JOURNAL OF YIBIN UNIVERSITY 年,卷(期):2004 4(6) 分类号:B848.5 关键词:智力   神经可塑性   关键期  

篇9:浅谈情节式未来思考的认知神经机制论文

浅谈情节式未来思考的认知神经机制论文

回忆过去和想象未来是人类的基本认知功能。在心理上模拟未来(情节式未来思考)的能力对认知和行为至关重要。尽管存在争议,但思考未来一直被认为是人类区分于其他物种的独特能力。很久以来,记忆研究主要关注过去,记忆的实验研究和理论分析通常关注如何保持和回忆过去经验,并说明恢复己储存信息的认知过程和神经过程。对提取过去经验的过度关注,导致研究者忽略了记忆的一个潜在的重要功能,即记忆在个体想象、模拟或思考未来中的作用。直到最近,个体对未来事件的思考在心理学和神经科学领域才引起研究者的极大关注,并在情节记忆基础上,提出了情节式未来思考(episodic future thinking,or episodic future thought,以下简称EFT)的概念―将自我投射到未来以提前经历某事件的能力。EFT在心理学的很多领域,例如认知、社会和人格、发展、临床和神经心理学中具有重要的解释价值。

EFT的认知和神经机制研究在国际上一直是认知神经科学领域的前沿课题,还成为Science杂志重大科学突破之一。但是,国内鲜有研究涉足这一领域。因此,学界有必要对这项国际前沿课题进行研究。大量研究揭示,回忆过去和想象未来在很大程度上依赖共同的认知过程和脑区。下面对EFT的认知机制和神经机制进行述评。

一 EFT的认知机制

(一)EFT的构建过程

E FT在很大程度上依赖情节记忆,回忆过去和想象未来是具有密切关系的心理单元。情节记忆和未来思考使用类似的机制,EFT的构建要求提取或灵活整合储存在情节记忆中的信息(如物体、人物、行动、位置、情绪等细节)。例如,情节式未来思考可能包括知识结构不同水平(例如具体性)的暂时激活模式,关于个体未来的一般知识为提取、整合和解释情节细节提供了背景或框架。情节式未来思考的构建可能是一种拖延性生成过程,一般个人知识的存取可能早于情节细节。但是,人类如何精确地构建未来事件的心理表征尚不清楚,未来情节构建可能部分依赖于语义知识,但不同知识结构对EFT构建的贡献在理论或实证方面尚未得到系统检验。

(二)回忆过去和想象未来如何联系

与情节记忆的大量认知研究相比,涉及到情节未来思考的证据较少。把过去和未来事件相联系的著名尝试是Tulving提出的“心理时间之旅”,认为回忆过去经历和模拟未来事件是相联系的,两者所依赖的情节记忆系统允许个体从现在分离出去,把自我投射到过去或未来。这种观点解释了过去事件和未来事件的密切关系。想象未来事件与自传体记忆也具有相似性。根据构建性情景模拟假设,自传体记忆的一个重要功能是想象可能的未来事件。很多研究强调过去事件和未来事件之间的相似性,因为两者都包含具有类似特征或情节内容的重构过程。重要的是,回忆过去和想象未来均涉及到心理时间之旅。Tulving基于情节记忆提出了把自我投射到可能未来的能力。最近的研究检验了情节记忆和EFT的关系,并认为情节记忆的功能之一是赋予个体想象未来事件的能力。情节记忆和EFT尽管存在众多相似性,但是对于两者如何通过心理时间之旅发生紧密联系及其认知机制尚不清楚。

(三)基于现象学特征的认知差异

未来事件模拟通常与事件的情绪唤醒有关。一些研究认为,积极事件和消极事件比中性事件更容易记忆,情绪唤醒在某些条件下可能会损害记忆。 Szpunar,Addis和Schacter发现,消极模拟比积极或中性模拟更难记忆。这些效应可能反映了情感衰退偏差(fading-affect bias ),即消极反应消退速度快于积极反应。上述不一致的结果反映出几个问题:1.既然存在情感衰退偏差,为什么创伤经历不易遗忘?2.情绪性未来事件经常涉及到远期未来(例如退休),之前的研究结果是否也适用于远期未来?3.之前研究表明健康个体“记忆的未来”( remembered future)可能格外美好,但是对某些情感障碍患者(如抑郁、焦虑)EFT的特点仍不得而知。4.对于EFT如何随时间发生变化以及情绪体验模拟能否给予特别记忆所知甚少。

EFT的年龄差异也备受关注。一些研究对年轻人和老年人回忆过去事件进行比较,发现老年人比年轻人产生的内部细节(情节性)少,外部细节(语义性)多回。这为理解老年人回忆过去和想象未来提供了支持。最近的研究验证并扩展了上述研究网。研究使用实验重组范式,并把想象未来和回忆过去进行比较,发现老年人比年轻人对想象的事件和回忆的事件生成更少的情节细节;未来事件比过去事件包含更多的外部细节,而对于过去事件和未来事件有一种内部细节增多的趋势。一种推测是,由于过去事件在时间方向上与个体在模拟情节细节时所使用的过去情节事件相同,因此在想象过去事件时比想象未来事件时更容易获取并包含额外的情节细节。未来研究需要确定这种机制的可行。

总之,情节记忆和情节式未来思考之间存在密切关系。情节式未来思考研究关注情景记忆的作用,却忽略了记忆其他方面的影响。例如,内隐记忆对情节式未来思考的影响未得到系统检验。尽管个体过去的经历提供了思考未来建构的框架,但过去对未来的影响在多大程度上是受意识觉察的则需要进一步验证。

二EFT的神经机制

(一)想象未来是否具备专属脑区

虽然EFT和回忆过去存在密切关系,但也有研究发现EFT的脑区激活有别于回忆过去,可能与其他脑区有关。例如,Addis等人发现,被试建构心理表征时,EFT和记忆在海马前部出现不同的激活。这种差异可能与将不同事件细节与未来事件心理表征结合起来的额外过程有关。与回忆相比,被试想象新颖的.未来事件时,前海马优先参与这一过程,表明该区域在整合新颖事件时具有重要作用。一个有趣的发现是,长期被认为在记忆中具有重要作用的内侧颞叶(MTL),在个体想象或模拟未来事件时也有类似的激活。因此,研究者对内侧颞叶(尤其是海马和海马旁回)在EFT中的作用进行了深入分析,确定了内侧颞叶(海马回和海马旁回)对EFT的作用。但也有不同的观点,一项研究表明,与事件模拟和回忆的其他形式相比,构建新颖具体未来事件的详细表征过程不同程度地涉及到右侧前海马。另一项研究则证明,内侧颞叶受损的遗忘症患者想象未来事件的能力与控制组无差异,因此认为内侧颞叶对于未来思考也许不是必须的。总之,EFT的专属脑区研究尚无定论。

(二)想象未来和回忆过去的脑区差异

虽然回忆过去和想象未来的神经基础存在相似性,但二者属于不同的时间方向,在脑区激活上存在不对称性和差异。Suddendorf指出,情节记忆和EFT是可以分离的,因为未来具有不确定的固有特性。一些研究揭示了情节记忆和EFT脑区激活模式的差异,但结果很不一致。例如,Szpunar等人在被试想象个体身体动作激活的脑区中观察到与未来相关的脑区活动,但未观察到与过去的相关激活。最近研究表明,构建未来事件比回忆过去事件更多地激活海马回。 Addis等人在早期事件构建的很多区域观察到回忆过去和想象未来的差异,但在精致化阶段仅在颞中回存在差异。由于过去事件和未来事件在某些现象学特征上存在差异,因此现象学特征差异可能是发现情节记忆和未来思考脑区激活模式差异的关键。总之,至今尚无研究对现象学特征进行最佳匹配,情节记忆和EFT之间脑区激活差异的具体模式还不清楚。

(三)回忆过去和想象未来是否共享大脑系统

一般认为,回忆过去和想象未来共享大脑的某些结构,但在具体功能和表现上又有所不同。对该问题的研究主要关注以下主题。

第一,时间距离和事件具体性的影响。一项研究让被试根据线索构建过去或未来事件,发现过去和未来事件的精细化过程激活了共同神经网络。但是,该网络内的脑区对事件特征(如细节数量、时间距离等)出现了不同反应。Addis和Schacter认为,左后海马对构成过去和未来事件的细节数量有反应,而左前海马对未来事件细节的数量有不同的反应,过去事件距离现在越近右侧副海马回活动越强烈,而双侧海马激活与远距离未来事件有关,表明过去和未来事件的共同神经机制激活可能根据事件处于过去还是未来的远近而有所不同。EFT的脑区激活不仅受时间距离和细节数量的影响,最近的研究还发现了事件具体性效应,与过去事件和一般事件相比,构建未来事件和具体事件时右侧前海马有更多激活。这些结果表明,与其他形式的未来事件思考和回忆相比,构建新颖具体未来事件的表征使右侧前海马表现出激活。但是,从未有研究把时间距离和事件具体性结合起来对EFT的脑区激活特征进行过验证。

第二,EFT脑区激活的年龄差异模式。回忆过去和想象未来在认知方面存在年龄差异,但其神经基础仍不清楚。脑成像研究探讨了老年人自传体记忆的神经基础。例如Viard等人证明老年人回忆过去事件时激活了与年轻人相同的一些核心网络,包括双侧海马区。最近,Viard等人发现,老年人在考虑未来事件时也激活这个网络,包括海马回;过去事件的情节特性与海马激活有关,未来事件的情节特性与额下回和侧颗区活动有关。Addis等人研究表明,老年人和年轻人在自传体任务中激活了类似的网络,但网络激活表现出某些重要的年龄差异;在事件构建阶段,老年人在支持情节细节的脑区比年轻人出现更少的激活,例如内侧颞叶和楔前叶;在后期阶段,老年人激活了支持自传体事件精细化的内侧和外侧颞叶,这可能反映了老年人在描述过去和未来时概念信息作用的增加。但是,未来研究需要把这些在自传体事件表征中与年龄相关的变化和神经活动变化直接联系起来。而且,由于老年人在评定未来事件时可能更为情绪性、更具有个人意义,因此老年人与年轻人在未来思考上可能还存在其他区分方式。

三进一步研究方向

如前所述,回忆过去和想象未来依赖共同的认知过程,很多相同的脑区参与回忆过去和想象未来。EFT研究尽管取得重大进展,但仍存在一些问题需要深入探讨。

(一)记忆在EFT中的作用

记忆的一个重要功能是通过想象的情节为预测未来提供基础,因此把过去经历的成分整合为新颖未来事件的能力是一种适应过程。一些研究为未来模拟的适应功能提供了证据。其中一个研究主题涉及到情绪事件模拟与记忆的联系。有研究认为,对未来的看法与乐观偏向有关,来自fMRI的证据把该偏向与情绪脑区的活动降低相联系。这些发现与人们记忆消极、积极和中性未来事件模拟时的行为研究相吻合,与积极或中性模拟的细节相比,消极模拟的记忆效果更弱。另外,未来事件的重复模拟使事件更可能出现,重复模拟可能的未来事件之后,这些事件的主观可行性会增加,但是该效应只针对积极和消极事件,中性事件无此效应。未来研究需要在情绪模拟神经机制的研究基础上检验这种认知偏向的神经机制。

情节记忆在EFT中具有重要作用,但语义记忆对想象未来也有潜在贡献。例如,Klein等人检验了语义记忆在思考未来中的作用。这种联系也得到其他研究的支持:1.语义记忆受损患者在形成具体未来情节的能力以及构建语义未来情节方面表现出受损; 2.有些静默网络脑区在EFT和语义未来思考任务中受到了激活; 3.一般个人知识或语义知识在健康个体构建未来事件时有助于情节细节的提取,这为解释未来事件构建提供了基础。一项研究指出,严重的遗忘症患者(K.C.)不能从个人过去经历中回忆具体情节,也不能想象未来的具体情节,遗忘症患者在未来决策时可能依据完整的语义记忆。因此,更全面地理解情节记忆和语义记忆过程对EFT的单独或交互影响是未来研究的一个重要方向。众所周知,基于语义记忆的未来思考严重依赖侧颗叶和前颗叶区[[13,31]这需要更多的直接检验。

(二)海马回对EFT的作用

Addis和Schacte:指出,情节式未来事件模拟包括三个过程:一是获得用于模拟的情节记忆细节,二是这些细节必须重组并整合进时空背景,使模拟具有一致感,三是如果模拟影响未来行为,需要将其成功地编码进记忆中,这些过程在某种程度上依赖海马回。但是,一个悬而未决的问题是,海马回的不同亚区是否与具体的过程存在具体联系?由于后侧海马支持过去经历细节尤其是空间细节的提取,而前侧海马支持把提取的细节重组为一致性情节,因此两个脑区都支持成功编码。上述观点可以阐明海马回受损是否损害想象未来的能力。对海马回受损患者的未来研究需要采用更精致的实验设计,探讨细节获取、重组或模拟编码是否受到破坏,理解每种情况下受损脑区的具体模式是非常关键的,海马受损的性质和部位也至关重要,未来模拟构建和编码的不同受损情况也许取决于海马受损的性质。

脑成像研究表明,海马回活动存在偏侧效应,过去和未来事件共同的海马活动在左侧海马明显,但是未来>过去效应只在右侧海马明显。其他一些与未来思考相关的研究也报告了右侧优势。但仍有研究认为这些活动是双侧优势。有趣的是,仅仅右侧海马受损的患者在产生详细的未来模拟时出现困难,表明右侧海马的确对未来模拟至关重要。未来研究需要确定右侧海马对未来情节模拟的具体贡献。例如,未来情节模拟和编码过程通过两种方式相联系:认知方面,越详细的模拟越能成功编码;神经方面,两个过程均涉及右前侧海马,因此很难将这些过程进行区分。一种有效的方式是检验细节重组和成功编码是否受具体海马亚区的调节。海马结构是一个包括多种不同脑区的回路,包括齿状回、三个海马角(CA1 /CA2/CA3)区域和脑下脚。在海马回的输入结构(齿状回/CA2/CA3)和输出结构(脑下脚/CA1 )之间存在功能性区分。具体而言,输入结构涉及到编码,输出结构更多涉及到绑定。把这些发现推论到未来模拟领域,未来模拟过程中的细节重组可能与CA1和脑下脚具有不同的联系,而成功编码与齿状回和CA2/CA3存在联系。最近的进展获得了海马回亚区结构高分辨率的图像,这无疑能促进研究不同海马回亚区的作用。

(三)EFT与时间折扣

时间折扣(temporal discounting)理论认为,人们通常会根据奖赏之前的延迟程度降低未来奖赏的价值。Boyer指出,基于过去经历模拟未来事件是一种重要的适应功能,允许个体以一种降低时间折扣从而产生较少冲动和更有远见的决策方式以表征未来奖赏的情绪内容。研究表明,当人们想象未来奖赏时表现出一种更喜欢带来长期收益的增强趋势。fMRI扫描结果表明,情节模拟的时间折扣效应与奖赏加工所涉及的海马回和前额皮层有关。这些发现为检验易冲动人群(如物质成瘾)未来情节模拟的折扣效应及其神经机制提供了未来研究的基础。

篇10:空间工作记忆整合的神经机制探讨

空间工作记忆整合的神经机制探讨

记忆的神经生理学基础是当前脑科学研究的重点之一,已积累了较多的`实验资料.本文以这些实验资料为基础,结合目前关于空间工作记忆的现有理论,对于空间工作记忆系统的整合过程的神经机制提出了一种可能的模型.

作 者:肖伟利 陈淑冰 陈健智 刘西瑞  作者单位:肖伟利,陈淑冰,陈健智(汕头大学医学院级临床医疗系)

刘西瑞(汕头大学医学院社科部,指导教师,广东,汕头,515041)

刊 名:汕头大学医学院学报 英文刊名:JOURNAL OF SHANTOU UNIVERSITY MEDICAL COLLEGE 年,卷(期): 17(4) 分类号:B842 关键词:工作记忆   空间工作记忆   神经机制   整合过程  

篇11:言语产生的认知神经机制

言语产生的认知神经机制

从认知神经科学的角度阐述了言语产生中时间进程及其激活脑区的研究进展.首先简单介绍了言语产生中词汇通达的2种理论观点.在此基础上介绍了运用电生理技术指标LRP和N200,采用双重判断任务范式对言语产生的时间进程的研究.最后论述了有关语言产生的神经心理学研究和脑成像研究,重点阐述了言语产生中时间进程相对应的'激活脑区,言语产生的脑区表现出左侧化趋势.

作 者:张清芳 杨玉芳  作者单位:中国科学院心理研究所,北京,100101 刊 名:心理学报  ISTIC PKU CSSCI英文刊名:ACTA PSYCHOLOGICA SINICA 年,卷(期):2003 35(2) 分类号:B842.5 关键词:言语产生   单侧化准备电位   N200   言语产生的核心过程  

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