针对前额叶-扣带皮层的计算建模，探究耦合关系在平衡情绪与认知中的作用

学术背景

近年来，对于维持正常社会行为及执行功能至关重要的大脑功能，情感处理与认知控制引起了广泛关注。本研究探讨这两大关键脑功能之间的平衡状态如何受神经网络耦合作用的影响，以及这种耦合关系变化如何导致心理障碍的发生，特别是抑郁症，以此期望推进对抑郁症的诊断与治疗。

研究来源

本篇文章由魏金朝、李立聪、张家伊、施二松、杨建利及刘秀玲撰写，均来自中国科学院脑科学与智能技术卓越中心，于《Neurosci. Bull.》杂志上发表。文章接收日期为2023年12月21日，接受日期为2024年2月11日。

研究流程

研究通过构建一个包含背外侧前额皮层（dlPFC）、腹内侧前额皮层（vMPFC）和双向前扣带皮层（sgACC）的生物物理计算模型，探究这些脑区在神经网络中的耦合关系如何调整情绪与认知的平衡。

主要研究结果

1. 数值结果证实耦合权重对维持情绪认知网络的影响具有关键作用。
2. 模型预测sgACC的异常激活可能是引发抑郁症的病理机制之一，并通过dlPFC的干预恢复网络功能。

结论与价值

研究呈现了sgACC作为情感-认知网络中心枢纽的重要角色，并指出耦合权重在调节情感与认知之间的平衡中的作用。为抑郁症的病因及治疗提供了新视角。

研究亮点

• 该研究确定了情绪与认知平衡所依赖的关键神经网络耦合关系。
• 通过计算模型，揭示了情感网络与认知网络间的动态平衡及其对情绪疾病的潜在影响。

其他重要信息

文章着重于计算模型在精神障碍研究中的应用，提示计算模型方法在解释人脑计算属性上的独特价值，并为探讨情绪-认知相互关系提供了理论框架。

报告总结

本研究成功利用计算模型，针对特定的神经循环结构，预测了情绪-认知网络耦合关系在健康人脑及抑郁症患者脑中的不同特性。研究不仅有助于理解抑郁症的神经生物学基础和神经回路，也为未来治疗抑郁症的方法提供了可能的理论支持。