智力和创造力是不同的能力,还是依赖相同的认知和神经系统?我们试图通过结合fMRI数据的机器学习和认知能力数据的潜在可变建模(n 186)(n 186)来量化智力和创造性认知在大脑和行为中重叠的程度,他们完成了一系列的智力和创造性思维任务。该研究具有三个分析目标:(a)评估特定智力方面(例如流体和结晶的智力)的贡献,以及对创造力的一般智力(即,思维独创性),(b)模拟全脑功能连接性网络,以预测智力方面和创造性的网络,并(c)量化这些预测的网络,以量化这些预测的网络。使用结构方程建模,我们发现了智力方面和创造力之间的中等到大相关性,以及一般智能与创造力之间的巨大相关性(r .63)。使用基于Connectome的预测建模,我们发现,预测智能方面的功能性大脑网络与预测创意能力的网络重叠,尤其是在执行控制网络的前额叶皮层中。值得注意的是,一个预测通用情报的网络与一个预测创造力的网络共享了46%的功能连接,包括连接执行控制以及显着性/腹侧注意网络的连接,使情报和创造性思维依赖于类似的神经和认知系统。
战略与国际研究中心 (CSIS) 是一个跨党派的非营利性政策研究组织,致力于推进解决世界最大挑战的实用理念。托马斯·J·普利兹克于 2015 年被任命为 CSIS 董事会主席,接替前美国参议员山姆·努恩 (D-GA)。CSIS 成立于 1962 年,由约翰·J·哈姆雷领导,自 2000 年以来一直担任总裁兼首席执行官。CSIS 的宗旨是定义国家安全的未来。我们以一套独特的价值观为指导——无党派、独立思考、创新思维、跨学科学术、诚信和专业精神以及人才发展。CSIS 的价值观齐心协力,朝着产生现实世界影响的目标迈进。CSIS 学者将他们的政策专业知识、判断力和强大的网络带入他们的研究、分析和建议中。我们组织会议、发表文章、讲课和参加媒体活动,旨在提高相关利益相关者和感兴趣的公众对政策问题的了解、认识和重视程度。当我们的研究有助于为关键决策者的决策和关键影响者的想法提供参考时,CSIS 就会产生影响。我们致力于打造一个更安全、更繁荣的世界。CSIS 不采取特定的政策立场;因此,本文表达的所有观点应理解为作者本人的观点。
歌曲在人脑中如何处理?在歌曲中,音乐和歌词在音乐语言的协同作用中紧密绑定,以传达含义和情感,而不是语言内容,从而提出了有关如何代表两个组成部分并将其整合到有凝聚力的感知整体中的问题。先前的研究指出了对音乐,语音和歌曲敏感的人类皮质的领域,它们既可以找到共享和专业网站。然而,听歌曲时的音乐和歌词处理之间的互动仍然很糟糕。为了解决这个问题,我们探究了具有脑电图的特定于音乐和语音的神经预测机制。当向听众提供歌曲或相应的嗡嗡声(无语言)旋律时,比较了旋律预测的编码。同样,在歌曲和相应的口语(无旋律)歌词中研究了语音预测的编码。我们发现,歌曲中音乐和言语的同意改变了它们的预测信号的产生和处理,从而改变了它们的神经编码。此外,我们在旋律和音素期望的神经编码中找到了一个权衡,其平衡取决于谁在听(反映听众的偏爱的内部驱动力,例如音乐训练)以及歌曲的创作和表演方式(外部驱动程序(外部驱动力)(反映了歌词和音乐的出色和音乐))。总的来说,我们的结果表明,歌曲涉及并行预测过程,以竞争共享处理资源的使用。
多个领域(例如航空、汽车和核电行业)复杂系统的操作员需要长时间连续地执行任务。长时间连续使用会导致精神疲劳以及认知灵活性、注意力和情境意识的下降,危及复杂操作的安全性和效率。基于心理状态的自适应系统可能是解决此问题的方法。这些系统根据一系列指标推断操作员的当前心理状态,这些指标包括操作员独立测量(例如天气和一天中的时间)、行为(例如反应时间和车道偏差)以及生理标记(例如脑电图和心脏活动)。然后可以采用多种方式之一调整操作员与系统之间的交互,以减轻检测到的任何认知状态下降,从而确保持续的安全性和效率。根据手头的任务及其具体问题,可能的调整(通常基于机器学习估计)包括修改信息、呈现方式或刺激显著性以及任务调度。自适应系统的研究涉及多个领域,包括神经工效学、人为因素以及应用和生态背景下的人机交互,因此需要仔细考虑上述每个方面。本文概述了一些关键
跨多个领域(例如航空、汽车和核电行业)的复杂系统操作员需要长时间连续地执行任务。长时间连续使用会导致精神疲劳以及认知灵活性、注意力和情境意识的下降,从而危及复杂操作的安全性和效率。基于心理状态的自适应系统可能是解决此问题的方法。这些系统根据一系列指标推断操作员的当前心理状态,这些指标包括操作员独立测量(例如天气和一天中的时间)、行为(例如反应时间和车道偏差)以及生理标记(例如脑电图和心脏活动)。然后可以以多种方式之一调整操作员与系统之间的交互,以减轻任何检测到的认知状态下降,从而确保持续的安全性和效率。根据手头的任务及其具体问题,可能的调整(通常基于机器学习估计)例如包括修改信息、呈现方式或刺激显着性以及任务调度。自适应系统研究涉及多个领域,包括神经工效学、人为因素以及应用和生态背景下的人机交互,因此需要仔细考虑上述每个方面。本文概述了研究人员在设计基于心理状态的自适应系统时需要考虑的一些关键问题和方面,同时也促进了它们在长期连续使用过程中的应用,为更安全、更高效的人机交互铺平了道路。
精神分裂症是一种相对常见的严重精神疾病,对于许多人而言,受到治疗不足。当前可用的抗精神病药可缓解许多情况下的精神病症状,尽管该疾病的阴性和抑郁症状仍然反应较差,而且在许多精神分裂症患者中显而易见的认知缺陷也是如此(Jauhar等人,2022年)。当前的药物治疗,包括第一代多巴胺D2受体拮抗剂,主要是5-HT2/D2拮抗剂的第二代药物,而D2 partial激动剂均具有D2受体的作用介导的抗精神病药;在对两种第二代药物的研究中,纹状体中该受体的占用率可以预测阳性精神病症状的反应(Agid等,2007)。这种动作可以缓解多巴胺功能的过度活跃性,在一个有用的范式中,人们认为这会导致疾病积极症状的显着性差异(Kapur等,2005)。正是这种药理学以及其他各种受体部位的作用,也导致了许多这些药物的不必要且经常限制的副作用(Reynolds,2004)。这些不良反应,包括锥体外运动症状,过度的镇静,高乳酸分离,QT间隔促进,体重增加和其他代谢性障碍,在某种程度上是通过最近引入的治疗方法来避免的,包括lurasidone和d2 partipialiss aristists aristists aristist aripipiprazole和cariprazine和cariprazine(Huhn)(Huhn)。是然而,所有可用的治疗方法对精神分裂症的认知,阴性和抑郁症状具有有限的疗效(Huhn等,2019)。
中脑腹侧被盖区 (VTA) 的多巴胺能 (DAergic) 神经元受奖励刺激的刺激,并编码奖励预测误差以更新目标导向学习。然而,最近的数据表明,VTA DAergic 神经元在功能上是异质性的,在厌恶信号、显着性和新颖性方面发挥着新的作用,部分基于解剖位置和投射,突出了在动机行为中对 VTA DAergic 传出神经元库进行功能表征的必要性。先前的研究确定了一个由 VTA DAergic 神经元组成的中脑脚间回路,该回路投射到脚间核 (IPN),一个与厌恶、焦虑样行为和熟悉感有关的中脑区域,但最近受到了质疑。为了验证该回路的存在,我们在多巴胺转运体-Cre 小鼠系中结合了突触前靶向和逆行病毒示踪。与以前的报告一致,突触示踪显示来自 VTA 的轴突终末支配尾部 IPN;而逆行示踪显示 DAergic VTA 神经元(主要位于旁黑质区域)投射到伏隔核壳以及 IPN。为了测试 IPN 中是否存在功能性 DAergic 神经传递,我们在 C57BL/6J 小鼠的 IPN 中表达了遗传编码的 DA 传感器 dLight 1.2,并使用光纤光度法在社交和焦虑样行为期间体内测量了 IPN DA 信号。我们观察到在对新但不熟悉的同类进行社交调查期间以及在探索高架十字迷宫的焦虑开放臂期间 IPN DA 信号增加。总之,这些数据证实了 VTA DAergic 神经元向 IPN 的投射,并暗示该回路参与了动机探索的编码。
人类语言学习在此过程中在个人之间有显着差异和最终成就。尽管数十年的研究探索语言学习的神经底物已经确定了独特而重叠的神经网络,这些神经网络依靠不同组成部分的学习,但驱动较大个体间差异的神经机制仍然远非被理解。在这里,我们研究了培训会议中男女多种大脑网络的神经动力学在多大程度上有助于解释在7 d培训和成像与功能MRI的7 d训练和成像中,在学习多种语言组成部分(即词汇,形态和短语和句子结构)的多种程度差异。通过机器学习和预性建模,跨培训课程的神经激活模式高度预测了从四个组成部分得出的个体学习成功曲线。我们确定了四个神经学习网络(即Perisylvian,Frontoparietal,显着性和默认模式网络),并检查了他们对学习成功预测的动态贡献。此外,根据特定的训练阶段和学习组件,跨网络的预测性鲁棒性会系统地改变。我们进一步揭示了下部额叶,孤立和额叶区域中网络节点的子集越来越代表新获得的语言知识,而在学习过程中,这些表示区域之间的多元连通性在学习过程中增强了更多成功的学习者。这些发现使我们能够理解为什么学习者有所不同,并且第一个不仅可以归因于跨组件的成功程度,而且归因于语言学习的模式,也可以归因于从多个神经网络动力学中总结的神经指纹。
摘要 对疼痛的共情涉及共同的情感反应和自我与他人的区分。在本研究中,我们探讨了一个备受争议的问题:之前与情感共享相关的神经反应是否可能来自对突出的情感表现的感知。此外,我们研究了涉及情感共享和自我与他人区分的大脑网络如何支撑我们对被认为是真实或假装的疼痛的反应(而事实上,两者都是出于实验控制的原因而表现出来的)。我们发现,在观看真实和假装的疼痛面部表情视频片段的参与者中,与情感共享(前岛叶 [aIns] 和前中扣带皮层)以及情感自我与他人区分(右上缘回 [rSMG])相关的区域激活程度更强。然后,我们使用动态因果模型评估了这两种情况下右侧 aIns 和 rSMG 之间的神经动态。这揭示了与假装疼痛相比,真实疼痛对 aIns 到 rSMG 连接的抑制作用降低。仅对于真正的疼痛,大脑到行为的回归分析强调了这种抑制效应与疼痛评级以及共情特征之间的联系。这些发现意味着,如果别人的痛苦是真实的,因此需要适当的共情反应,大脑中的神经反应确实似乎与情感分享有关,并且自我与他人的区分会发挥作用,以避免共情过度唤醒。相反,如果其他人只是假装痛苦,他们痛苦表情的感知显着性会导致神经反应下调,以避免不适当的情感分享和社会支持。
哌醋甲酯是一种广泛使用且有效的治疗方法,用于注意力/多动症(ADHD),但尚未完全了解潜在的神经机制及其与行为变化的关系。特别是,在患有多动症的个体中,哌醋甲酯如何影响大脑和行为动力学以及这些动力学之间的相互作用。为了解决这一差距,我们使用了一种新型的贝叶斯动力学系统模型来研究哌醋甲酯对27名ADHD儿童潜在脑状态的影响,通常使用双盲,安慰剂控制的跨界设计通常会培养儿童。甲基苯甲酸酯在ADHD儿童的连续绩效任务上修复了更大的行为变异性。与通常发育的儿童相比,患有多动症的儿童表现出异常的潜在大脑状态动力学,单个潜在状态特别表现出异常动力学,这是由甲基苯甲酸酯修复的。此外,ADHD儿童在默认模式网络中显示出脑状态依赖性的超连接性,该网络也通过哌醋甲酯修复。最后,我们发现甲基苯甲酸酯引起的潜在大脑状态动力学的变化以及显着性和默认模式网络之间与大脑状态相关的功能连通性与行为变异性的改善相关。综上所述,我们的发现揭示了一种新型的潜在大脑状态动力学过程和电路机制,其基础是哌醋甲酯在儿童ADHD中的治疗作用。我们建议贝叶斯动力学系统模型可能对于捕获与ADHD相关的神经活动和行为变异性的复杂非线性变化特别有用。我们的方法对临床医生和研究人员可能具有价值,该研究人员研究了精神疾病的药理学治疗基础的神经机制。
