深度学习模型揭示语义饱和机制 语义饱和（semantic satiation），即一个词或短语在被重复很多次后失去意义这一现象，是一种众所周知的心理学现象。然而，导致这一机制的微观神经计算原理仍然未知。本文使用连续耦合神经网络（continuous coupled neural network, CCNN）建立深度学习模型，研究语义饱和的机制，并用神经元成分精确描述这一过程。研究结果表明，从介观角度来看，语义饱和可能是一个自下而上的过程，与现有的宏观心理学研究认为语义饱和是一个自上而下的过程不同，本文的模拟采用与经典心理学实验类似的实验范式，观察到相似的结果。语义目标的饱和类似于本文网络模型用于物体识别的学习过程，依赖于对象的连续学习和切换，神经耦合的增强或削弱影响饱和。综上，神经和网络机制...

人的真实头方向电生理特征 导航是人类复杂认知现象的核心组成部分之一，其中头方向信息对于在空间中定位自己至关重要。然而，由于绝大多数神经影像实验要求头部固定在特定位置，而真实头方向信号需要物理旋转头部，因此关于人脑如何对真实头方向信号进行调谐的了解相对较少。为了解决这一问题，Benjamin J. Griffiths及其团队在Nature Human Behaviour期刊上发表了题为”Electrophysiological signatures of veridical head direction in humans”的研究报告，文章链接为：https://doi.org/10.1038/s41562-024-01872-1。 研究背景 人类对头方向的感知主要依赖于物理旋转头部，而以往关...

腹侧下束在雄性小鼠中通过多条通路促进觉醒 背景介绍 腹侧下束（ventral subiculum，vsub）是海马结构的主要输出区，在动机、压力整合和焦虑样行为中起着关键作用，这些行为都依赖于高度的觉醒状态。然而，vsub在觉醒中的作用及其底层神经回路知之甚少。通过使用体内光纤测钙技术和多通道电生理记录，我们发现vsub的谷氨酸能神经元在觉醒期间表现出高活性。此外，vsub谷氨酸能神经元的激活会导致觉醒和焦虑样行为增加，并诱发从睡眠到觉醒的快速转变。vsub谷氨酸能终端的光遗传学刺激和vsub谷氨酸能神经元的逆行化学遗传学激活揭示了vsub通过内侧下丘脑（lateral hypothalamus, LH）、伏隔核壳（nucleus accumbens shell, NAc）和前额叶皮层（pr...

癫痫发作起始与传播过程中皮层层次的差异性研究 癫痫是一种严重影响患者生活质量的神经系统疾病，约影响了全球1%的人口。在所有癫痫患者中，近三分之一的病例对药物治疗没有反应，即所谓的药物难治性癫痫。对于这一部分患者，最有效的治疗方法通常是通过手术去除或破坏癫痫发作起源区（Ictal or seizure onset zone），即大脑中负责产生和传播癫痫的区域。因此，准确定位癫痫发作起源区是成功进行癫痫手术的关键。尽管已经有几十年的研究，但科学家仍未能完全理解人类癫痫的自发发作及其在神经元微电路层次上的传播机制。 研究背景与动机 癫痫发作的发生和传播机制在神经科学中一直是一个未解之谜。传统的研究主要集中在利用颅内电极长时间记录癫痫发作，通过对大脑局部场电位以及大范围神经元的活动进行监测来确定病理...

全脑1/f指数在帕金森病中的拓扑图谱 作者: Pascal Helson、Daniel Lundqvist、Per Svenningsson、Mikkel C. Vinding、Arvind Kumar 研究背景 帕金森病（Parkinson’s Disease，PD）是一种进行性和使人衰弱的大脑疾病，以运动障碍为主要特征，但也会对感知和认知处理产生影响。由于症状的广泛性和多种神经调节器（如多巴胺）的脑遍布投射，许多脑区在PD中被同时影响。为了表征与疾病相关的全脑神经元功能变化，本研究分析了PD患者和健康对照者的静息态磁脑图（Magnetoencephalogram，MEG）。 传统的光谱分析已表明，PD患者的神经活动频谱在低频（θ波和α波）增加，而在高频（α波和γ波）减少。动力学的分析也显...

视觉Oddball任务难度调节与P3m幅度 背景介绍 在认知神经科学研究中，事件相关电位（Event-Related Potentials, ERP）和事件相关场（Event-Related Fields, ERF）是探讨大脑认知处理机制的重要手段之一。其中，P3成分（在脑磁图中称为P3m）的研究尤其受到关注。P3通常出现在刺激呈现后300到600毫秒内，表现为较大的正向偏转，其潜伏期和幅度可以受到不同任务参数的影响，例如任务难度、刺激概率等。同时，P3的变化与多种神经和精神障碍密切相关，如注意力缺陷多动障碍（ADHD）、阿尔茨海默病、精神分裂症和抑郁症，因此P3被认为是一种有潜力的生理标记物用于诊断这些疾病。 已有研究表明，任务难度的增加通常会导致P3(m)幅度的减少。然而，尚不清楚由于任...

神经生理学研究：工作记忆任务中方位辨别的神经生理学研究 研究背景 识别和记忆环境的空间方位 (orientation) 是视觉空间行为的重要组成部分。准确存储和回忆这些信息有助于我们在空间中定位，并对快速变化做出适应性反应。然而，尽管方位记忆在文献中有着广泛的研究，这些研究主要集中在早期视觉区通过功能性磁共振成像 (fMRI) 来维持对刺激的精确描述。同时，也有关于额叶新皮质中个别亚区参与其中的零星信息。但在当前环境变化和记忆中的方位信息进行比较的阶段，尚缺乏系统的研究。认识这种操作的机制不仅对于理解视觉系统识别视觉环境基本特征的快速变化至关重要，还能揭示维持这些信息稳定性的大脑参考系统。 研究来源 该研究论文题为《Neurophysiological Study of Orientatio...

海马前额叶交互支持序列工作记忆的θ振荡研究 学术背景 背外侧前额叶皮层 (dorsolateral prefrontal cortex, DLPFC) 和海马在序列工作记忆 (sequential working memory) 中起着关键作用，但具体的交互机制尚不明确。以往研究表明，这两个脑区通过θ振荡在情景记忆和空间导航中进行交互，但在工作记忆中的具体作用亟待进一步探讨。一些研究发现，海马和前额叶皮层的θ相干性与学习空间和物体的情景有关，而病变或功能障碍会影响此类记忆能力。此次研究的目的即是探讨DLPFC与海马在实时处理序列表现中的交互机制，以期揭示其具体作用。 论文来源 本文发表于《Neurosci. Bull.》，其主要作者为Minghong Su、Kejia Hu、Wei Liu、...

不同大脑激活重排在认知负荷期间的研究：ERD/ERS与相干性分析 学术背景 人类大脑在进行想象、运动或认知任务时，其功能活动模式及其激活区域均有不同。这些模式变化也反映在大脑电活动的变化中，通过脑电图（EEG）可以从大脑头皮上测量这些变化。认知任务会导致EEG信号模式的相对变化，即事件相关去同步化/同步化（ERD/ERS）。本研究旨在探讨人脑在执行心算任务时的激活模式，特别是通过计算EEG信号的频带功率谱密度（PSD）和相干性分析来揭示这些模式。 研究来源 本文由Md. Rayahan Sarker Bipul、Md. Asadur Rahman和Md. Foisal Hossain撰写，分别来自Khulna University of Engineering and Technology（...

在人与人交流时，脑部对自我语音与他人语音的处理存在显著不同，这被称为语音诱导抑制机制（Speech-Induced Suppression, SIS）。此机制涉及到感知路径中的运动效应副本，作用类似于“回音”，帮助过滤出内部产生的信号，避免混淆外部刺激。在语音处理领域，SIS被表现在对自我产生语音的特定抑制，这对于精神病理学如精神分裂症中的听觉幻觉研究有重要意义。虽然单一音节的实验已广泛研究SIS，但对于连续自然对话中的SIS机制还缺乏深入理解。 来源介绍 该研究由Joaquin E. Gonzalez等人进行，研究人员来自布宜诺斯艾利斯大学人工智能实验室、信号、系统和计算智能研究所、数学应用研究所等机构。论文发表于《Communications Biology》杂志，研究探索了自我与他人语...