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合作行为激发前额叶和颞顶叶皮层的大脑间同步：fNIRS 超扫描研究的系统评价和荟萃分析
单脑神经成像研究表明，人类合作与额叶和颞顶叶区域的神经活动有关。然而，单脑研究是否能为现实生活中的合作提供信息仍不清楚，因为在现实生活中，人们会进行动态互动。这种动态互动已成为脑间研究的焦点。在这方面，一种有利的技术是功能性近红外光谱 (fNIRS)，因为它比 EEG 或 fMRI 等更传统的技术更不容易受到运动伪影的影响。我们基于 13 项研究（涉及 890 名参与者），对 fNIRS 合作超扫描进行了系统评价和首次定量荟萃分析。总体而言，荟萃分析揭示了人们合作时存在统计学上显着的脑间同步性的证据，额叶和颞顶叶区域的整体效应大小都很大。所有 13 项研究都观察到前额叶皮层 (PFC) 中存在显着的脑间同步性，这表明该区域与合作行为特别相关。由于相关研究使用了不同的合作任务，因此这些发现的一致性不太可能归因于与任务相关的激活。总之，本研究结果支持了额叶和颞顶叶区域在人际合作中的大脑间同步的重要性。此外，本文强调了元分析作为辨别大脑间动态模式的工具的实用性。关键词：大脑间同步、人际神经对齐、超扫描、合作、fNIRS
背外外侧前额叶皮层对精神分裂症认知功能障碍的贡献
克雷佩林（Kraepelin）在他对精神分裂症（SZ）的早期描述中，将这种疾病描述为“没有指挥家的乐团。”克雷佩林进一步推测该“导体”位于额叶。在接下来的几十年中，来自多项研究的发现清楚地暗示了背外侧前额叶皮层（DLPFC）在SZ病理生理学中起着核心作用，尤其是在关键认知特征（例如在工作记忆和认知控制中定性）的关键认知特征。概述了与DLPFC功能相关的认知机制以及SZ中它们如何改变后，我们回顾了来自一系列神经科学方法的证据，从而解决了这些认知障碍如何反映出疾病潜在的病理生理学。特别是我们提供的证据表明，在一系列的空间和时间分辨率中，SZ中DLPFC的改变是显而易见的：从其细胞和分子结构到其总体结构和功能完整性，从MilliseCond到更长的时间标准。然后，我们基于DLPFC中神经元信号的变化如何改变神经活动的同步模式来产生大电路级的变化DLPFC激活中最终影响认知和行为。我们讨论了针对SZ中DLPFC功能的最初努力，这些努力的临床意义以及未来发展的潜在途径。
人类前额叶皮层中空间和颜色加工的电生理解码
前额叶皮层（PFC）在目标定向的认知中起关键作用，但其代表性代码仍然是一个开放的问题，即解码技术在解散与PFC的任务相关变量方面有效。在这里，我们将正则线性判别分析应用于人类头皮脑电图数据，并能够区分智力旋转任务与具有87％解码精度的色彩感知任务。侧面PFC中的背侧和腹侧区域提供了分离这两个任务的主要特征。我们的发现表明，脑电图可以可靠地从PFC解码两个独立的任务状态，并强调PFC背或腹侧功能特定在处理Where旋转任务与哪种颜色任务时。
海马体、前额皮质和嗅周皮质对于偶然顺序记忆至关重要
大量针对啮齿类动物和人类的研究表明，海马体和前额叶皮质对于记忆刺激之间的时间关系至关重要，越来越多的证据表明，嗅周皮质也可能参与其中。然而，不同研究的实验参数差异很大，这限制了我们充分理解这些结构的基本作用的能力。事实上，以前的研究在强调的时间记忆类型（例如，顺序、序列或时间分离）、使用的刺激和反应（例如，试验独特或重复的序列，以及偶然或奖励行为）以及控制潜在混杂因素的程度（例如，原发性和近期效应或继发于项目记忆障碍的顺序记忆缺陷）方面各不相同。为了帮助整合这些发现，我们开发了一种新的范式，用于测试试验独特事件系列的偶然记忆，并同时评估海马体、前额叶皮质或嗅周皮质受损动物的顺序和项目记忆。我们发现，这种新方法可以增强对顺序和项目的记忆，而海马、前额叶和周围皮层的损伤会选择性地损害顺序记忆。这些发现表明，海马、前额叶皮质和周围皮层是广泛结构网络的一部分，这些结构对于偶然学习情景记忆中的事件顺序至关重要。
前额叶不对称 BCI 神经反馈数据集
前额叶皮层 (PFC) 不对称是情感神经科学的重要标志，已引起人们的极大兴趣，与动机、饮食行为、同理心、风险倾向和临床抑郁症的研究有关。本文提供的数据是使用 PFC 不对称神经反馈 (NF) 作为脑机接口 (BCI) 范例的三个不同实验的结果，而不是旨在获得长期效果的治疗机制，使用功能性近红外光谱 (fNIRS)，众所周知，它特别适合研究 PFC 不对称，并且对伪影不太敏感。从实验角度来看，BCI 环境更加注重个体受试者的基线、时期内成功和持续的激活以及最低限度的训练。受试者池也来自普通人群，对特定行为模式的偏见较少，并且不包含任何患者数据。我们在数据集中附上了数据格式、实验和协议设计的详细描述，以及基于基线阈值和参考任务的成功分数定义的个性化指标的分析。本文介绍的工作是 BCI 领域的几项实验的结果，其中参与者按照实时 NF 范式与连续视觉反馈进行交互，这源于我们在情感计算领域的长期研究。我们向社区提供这些实验的 fNIRS 数据集。我们特别提供从我们的情感交互领域的实证研究中提取的数据，这些研究与计算机生成的叙述以及与启发式搜索等算法的交互，所有这些都提供了一种机制来提高参与者由于其逼真的视觉反馈而参与主动 BCI 的能力。除了提供参与者实时接受背外侧前额叶皮层 (DLPFC) 左半侧不对称激活增加的 NF 的方法细节外，我们还重申了精心设计协议的必要性，以确保实时视觉反馈能够适应参与者的个体反应，从而增强 BCI 中 NF 范式的优势。个性化反馈对于 BCI 中 NF 的成功至关重要。
不同认知任务中前额皮质投射神经元类别的差异编码
Jan H. Lui, 1,6,* Nghia D. Nguyen, 1,5,6 Sophie M. Grutzner, 1 Spyros Darmanis, 2 Diogo Peixoto, 3 Mark J. Wagner, 1 William E. Allen, 1,4 Justus M. Kebschull, 1 Ethan B. Richman, 1,4 Jing Ren, 1 William T. Newsome, 3 Stephen R. Quake, 2,* 和 Liqun Luo 1,7,* 1 斯坦福大学霍华德休斯医学研究所生物系，斯坦福，加利福尼亚州 94305，美国 2 斯坦福大学陈扎克伯格生物中心生物工程和应用物理系，斯坦福，加利福尼亚州 94305，美国 3 斯坦福大学神经生物学系，斯坦福，加利福尼亚州 94305，美国 4 斯坦福大学神经科学博士项目，斯坦福，加利福尼亚州 94305，美国 5神经科学，哈佛大学，美国马萨诸塞州波士顿 02115 6 这些作者贡献相同 7 主要联系人 *通信地址：janlui@stanford.edu (JHL)、steve@quake-lab.org (SRQ)、lluo@stanford.edu (LL)
精神分裂症和躁郁症风险人群在情绪 Stroop 任务期间的大脑前额叶活动——一项 fNIRS 研究
目标：情绪斯特鲁普效应被定义为与中性刺激相比，对情绪刺激的反应时间增加。文献中经常报道这种效应，包括行为和神经生理层面的报道。本研究的目的是调查在情绪斯特鲁普任务中，有精神分裂症和躁郁症风险的个体的大脑前额叶激活情况。我们预计与健康对照组相比，高危人群的大脑激活程度会降低。方法：精神病高风险（HR）、精神病超高风险（UHR）、躁郁症风险（BIP）个体和健康对照组（HC）执行情绪斯特鲁普任务，其中包括正价、负价和中性词。功能性近红外光谱（fNIRS）用于测量代表背外侧前额叶和额颞叶皮层大脑活动的氧合血红蛋白（O 2 Hb）水平。结果：结果显示，与 HC 组相比，HR 组和 UHR 组的右背外侧前额叶皮层 (DLPFC) 的 O 2 Hb 水平显著降低，表明活动性较低。尽管这种下降与词语的价数无关，但对于负面词语来说，下降最为明显。此外，与 HC 组相比，所有高危人群的额颞叶皮层 (FTC) 中的 O 2 Hb 水平均显著降低。结论：精神病和躁郁症风险人群的 FTC 活动性降低反映了非特异性功能障碍。HR 组和 UHR 组 DLPFC 活动性降低表明，在有精神分裂症精神病风险的个体中已经发现了额叶功能减退。
脑电图上的前额叶高伽马标记感知和想象中的音乐节奏周期性
摘要 已知有节奏的听觉刺激能引发神经群体中匹配的活动模式。此外，最近的研究表明高伽马大脑活动在听觉处理中具有特殊重要性，因为它参与了听觉短语分割和包络跟踪。在这里，我们使用来自 8 名人类听众的皮层脑电图 (ECoG) 记录来查看在节奏感知和想象过程中高伽马活动的周期性是否跟踪音乐节奏包络中的周期性。通过指示参与者想象节奏在几次重复的停顿期间继续，可以引发节奏想象。为了确定高伽马活动周期跟踪音乐节奏周期的电极，我们计算了音乐节奏和神经信号的自相关 (ACC) 之间的相关性。参与者听白噪声的条件用于建立基线。颞上回听觉区和两个半球额叶区域的高伽马自相关与音乐节奏的自相关显著匹配。总体而言，在右半球观察到大量重要的电极。特别有趣的是右前额叶皮层中的一大群电极在节奏感知和想象时都处于活跃状态。这表明有意识地处理节奏的结构，而不仅仅是听觉现象。自相关方法清楚地表明，从皮层电极测量的高伽马活动既跟踪注意的节奏，也跟踪想象的节奏。
脑电图上的前额叶高伽马标记了音乐节奏在感知和想象中的周期性
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前额叶外侧皮层介导对高能动性环境的偏好
对环境施加灵活的工具控制的能力是适应性决策的决定性特征。在这里，我们研究了调节对具有更大工具分歧的环境的偏好的神经基础，工具分歧是与替代行动相关的结果概率分布之间的距离。作为代理的正式指标，工具分歧允许有机体随着偏好的变化灵活地获得当前最期望的结果。因此，它可能具有内在效用，引导决策走向最大化工具力量的环境。与此观点一致，我们发现，将工具分歧视为奖励替代品的预期价值测量比仅对金钱奖励敏感的传统模型更好地解释了男性和女性人类参与者的选择偏好。使用基于模型的 fMRI，我们发现前额外侧和腹内侧 PFC 中的活动（分别与抽象认知推理和主观价值计算相关）随基于分歧的预期价值解释而缩放。讨论了信息理论和动机变量的神经共同货币的含义。