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人类青春期期间，外侧额叶皮质的局部和整体奖励学习表现出不同的发展
奖励引导选择是适应行为的基础，依赖于前额叶皮质支持的几个组成过程。在这里，通过三项研究，我们表明，人类青春期发展了两个这样的组成过程，将奖励与特定选择联系起来并估计整体奖励状态，并且与前额叶皮质的外侧部分有关。这些过程反映了奖励偶然分配给局部选择，或非偶然分配给构成整体奖励历史的选择。使用匹配的实验任务和分析平台，我们表明两种机制的影响在青春期都会增加（研究 1），并且人类成年患者（研究 2）和猕猴（研究 3）的外侧额叶皮质（包括和/或断开眶额皮质和岛叶皮质）的损伤会损害局部和整体奖励学习。发展效应与决策偏差对选择行为的影响不同，已知决策偏差依赖于内侧前额叶皮质。在外侧眶额皮质和前岛叶皮质的灰质成熟延迟的背景下，青少年时期对选择的奖励的局部和整体分配的差异可能是适应性行为变化的基础。
发展人侧额叶沟的形态及其与推理性能的关系
7 lwoH人类前额叶前沟的形态的发展及其与推理性能的关系$ eeuhyldwhg wlwoh wlwoh sulcal sulcal sulcal sulcal sulcal sulcal sulcal sulcal sulcal sulcortex $ xwkruv dqg dqg dqg diiloldwlrqv（wkdq +：wkdq +：wkdq +：looeudqg（plololr） Department of Psychology, 2 Helen Wills Neuroscience Institute, University of California Berkeley, Berkeley, CA, 94720 USA 3 Department of Psychology, 4 Center for Mind and Brain, University of California Davis, Davis, CA, 95616 USA *shared senior authorship Corresponding authors: 6LOYLD $ %XQJH VEXQJH#EHUNHOH\HGX DQG .HYLQ 6 :HLQHU NZHLQHU#EHUNHOH\HGX Keywords: QHXURDQDWRP\ QHXURGHYHORSPHQW QHXURLPDJLQJ PRUSKRPHWU\ ODWHUDO SUHIURQWDO FRUWH[UHDVRQLQJ Number of figures: Number of tables: Number of extended data figures/tables: Number of单词：$ evwudfw，qwurgxfwlrq'lvfxvvvlrq利益冲突：7kh dxwkruv ghfoduh qr qr frpshwlqj ilqdqdqfldo lqdqfldo lqwhuhvwwvwwv
虚拟导航过程中灵长类动物外侧前额叶皮质神经活动的空间位置解码
1 渥太华大学大脑和思维研究所，加拿大安大略省渥太华 2 渥太华医院研究所，加拿大安大略省渥太华 3 伦敦健康科学中心临床神经科学系，西部大学，加拿大安大略省伦敦 4 西部大学西部神经科学研究所，加拿大安大略省伦敦 5 西部大学舒立克医学和牙科学院生理学和药理学系，加拿大安大略省伦敦 6 哥伦比亚大学扎克曼思维大脑行为研究所，美国纽约州纽约 7 哥伦比亚大学理论神经科学中心，美国纽约州纽约 8 西部大学舒立克医学和牙科学院生理学、药理学和精神病学系，加拿大安大略省伦敦 9 渥太华医院研究所神经外科分部，加拿大安大略省渥太华 * 任何通讯均应寄给作者。
多模态和半球图论脑网络预测额叶 α 不对称神经反馈学习效果
摘要 利用额叶 alpha 不对称 (FAA) 的脑电图神经反馈被广泛应用于情绪调节，但其有效性存在争议。研究表明，神经反馈训练的个体差异可以追溯到神经解剖和神经功能特征。然而，他们只关注大脑区域结构或功能，而忽略了大脑网络的可能神经相关性。此外，目前还没有关于 FAA 神经反馈方案的神经影像学预测因子的报道。我们设计了一个单盲伪控制 FAA 神经反馈实验，并在训练前收集了健康参与者的多模态神经影像数据。我们评估了训练期间 (L1) 和静息时 (L2) 诱发脑电图调制的学习表现，并基于多模态脑网络和图论特征的综合分析研究了与表现相关的预测因子。本研究的主要发现如下。首先，真实组和虚假组都可以在训练期间增加 FAA，但只有真实组在静息时 FAA 显著增加。其次，训练阶段和休息阶段的预测因子不同：L1 与右半球灰质和功能网络的图论指标（聚类系数和局部效率）相关，而 L2 与整个大脑和左半球功能网络的图论指标（局部和全局效率）相关。因此，FAA 神经反馈学习中的个体差异可以通过结构/功能架构的个体差异来解释，而学习表现指数的相关图论指标显示了半球网络的不同侧性。这些结果为神经反馈学习中个体间差异的神经相关性提供了见解。
通过使用深部经颅磁刺激 (Deep TMS) 针对外侧或内侧前额叶皮层，寻求抑郁症的个性化治疗
为了获得个性化治疗的先验标记，反复试验法通常用于药物或其他抗抑郁治疗（5）。经颅磁刺激（TMS）是一种安全且耐受性良好的干预措施，已被广泛研究用于治疗重度抑郁症（MDD），有超过 150 项随机对照试验（RCT），并在许多荟萃分析中证实了其疗效（6）。值得注意的是，针对外侧前额叶皮质（LPFC）的 TMS 被认为是治疗难治性抑郁症的一种选择，使用 8 字形线圈的传统 TMS 和使用 H1 线圈协议的深部 TMS 均在大型多中心 RCT 之后获得 FDA 批准（7, 8）。经过这些治疗，25%–35% 的药物难治性抑郁症患者病情缓解（大部分无症状），另外 15%–25% 的患者有反应（症状减少超过 50%）（6）。同样，个性化医疗的先验标记尚未确定，而既定的 LPFC 刺激治疗模式可能无意中分散了对寻找替代有效靶点的注意力（9）。LPFC 只是在有效神经刺激治疗抑郁症的常见脑回路中确定的靶点之一（10），不同的靶点可能对治疗患有不同亚综合征（11）的患者更有效，这些亚综合征对应于不同的大脑活动功能障碍模式（4）。因此，针对其他大脑区域的刺激方案可能对某些患者有益。最近，内侧前额叶皮质（MPFC）以及前扣带皮层（ACC）被认为是深部 TMS 治疗 MDD 的有希望的替代靶点，因为它们与奖励、情绪、心情和习惯有关（9、12、13）。已知 ACC 有直接兴奋性谷氨酸能投射到腹侧纹状体，最近的一项研究发现，奖赏相关的 MPFC-纹状体连接与抑郁症状严重程度增加之间存在负相关性 (14) 。此外，与健康对照组相比，MPFC 和 ACC 是 MDD 患者灰质减少最一致的区域 (15) 。几项未包括假对照组的研究获得了刺激 MPFC 疗效的初步证据 (16–19) 。在这些研究中，总共 482 名 MDD 患者接受了 D-B80 线圈（一种有角度的 8 字形线圈）的传统 TMS 治疗，加权平均反应率和缓解率分别为 41.4% 和 31.5%。一项假刺激对照研究 (20) 发现，在治疗结束时（第 3 周），D-B80 线圈 (n = 13) 的效果显著优于 8 字形线圈 (n = 15)，但 D-B80 与假刺激 (n = 12) 相比没有显著效果。此外，深部 TMS H7 线圈的目标是 MPFC 和 ACC，与 D-B80 线圈相比，它刺激的脑容量明显更深、更广 (21)。虽然 H7 线圈主要用于治疗强迫症 (OCD) (22)，但最近的初步结果表明，它也可对深部 TMS H1 线圈治疗失败的 MDD 患者产生显著的抗抑郁作用 (23)。
发展前额叶皮层的活性是由睡眠和感觉体验
摘要在发育中的大鼠中，行为状态对整个感觉运动系统的神经活动产生了深远的调节影响，包括原发性运动皮层（M1）。我们假设在前额叶皮质区域中发生了相似的状态依赖性调制，其中M1形成功能连接。在这里，使用8个和12天大的大鼠在睡眠和唤醒之间自由循环，我们记录了M1，次级运动皮层（M2）和内侧前额叶皮层（MPFC）中的神经活动。在这三个地区的两个年龄中，与唤醒相比，在活跃睡眠期间的神经活动增加（AS）。也，无论行为状态如何，在四肢移动的时期，所有三个区域的神经活动都会增加。像M1一样，M2和MPFC中的运动相关活性是由感觉反馈驱动的。我们的结果与使用麻醉幼崽的先前研究的结果不同，表明AS依赖性调节和感觉响应性扩展到前额叶皮层。这些发现扩大了塑造高阶皮质区域活动发展的可能因素的范围。
人类眶额皮质、vmPFC 和前扣带皮层有效
用于定义皮质脑区域的图谱是基于表面的 HCP-MMP1 图谱（Glasser 等人，2016 年）。对于皮质下区域，将图谱转换为体积空间并进行如下修改，如其他地方详细描述的那样，以生成 HCPex 图谱（Huang 等人，2021a 年）。首先，使用 Winterburn 等人（2013 年）提供的模板将海马和下托定义为单独的区域。在我们的区域列表中（如表 S1 所示），新的海马区域被分配到 HCP 列表中的海马槽中。下托作为新区域出现在列表的后面。 HCPex 图谱（Huang 等人，2021a）中的其他新区域包括丘脑、壳核、苍白球外部节、苍白球内部节、杏仁核和伏隔核，所有这些区域都是使用 CIT168 强化学习图谱（Pauli 等人，2018）中的模板定义的。
左前额叶皮层确定编码时的相关性，并控制情节记忆形成
在前额叶皮层中的角色半球横向效果一般而言，尤其是情感上的信息，尤其是具有情感上的信息。在随机，双盲和虚假对照的设计中，健康的年轻参与者（n = 254）进行了2次编码，以分类感知，语义或情感上的价值（正面或负面）单词的特征（正面或负面），随后是免费召回和识别任务。为了解决每个半球贡献的竞争假设，我们使用经颅直流电流刺激在编码过程中调节了左或右背外侧前额叶皮层（DLPFC）活性（1 MA，20分钟）。刺激了左DLPFC，但不是右DLPFC，编码和自由召回性能的改进，特别是对于在语义上进行处理的单词，尤其是对左DLPFC的刺激。此外，增强左DLPFC活性增加了积极含量的内存形成，同时减少了负含量的含量。相比之下，促进右DLPFC活性增加了负含量的记忆形成。左DLPFC评估编码时新内存内容的语义特性，从而影响成功的新情节记忆。半球后期（更活跃的左DLPFC和较不活跃的右DLPFC）在编码阶段会移动内存痕迹的形成，而有利于正面价值的内容。
右侧额下回损伤与抑制控制启动受损有关，但与其实施无关
摘要 抑制控制是人脑中最重要的控制功能之一。我们对其神经基础的大部分理解来自于开创性的研究，这些研究表明右下额回 (rIFG) 损伤会增加停止信号反应时间 (SSRT)，这是一个表达抑制控制速度的潜在变量。然而，最近的研究发现了 SSRT 方法的重大局限性。值得注意的是，SSRT 受到触发失败的困扰：从未启动抑制控制的停止信号试验。此类试验会使 SSRT 膨胀，但通常表明注意力缺陷，而不是抑制缺陷。在这里，我们使用分层贝叶斯模型来识别人类 rIFG 损伤患者、非 rIFG 损伤患者和健康对照者的停止信号触发失败。此外，我们测量了头皮脑电图以检测 β 爆发，这是抑制控制的神经生理指标。 rIFG 病变患者的触发失败试验次数增加了 5 倍以上，并且没有表现出与停止相关的额叶 β 爆发的典型增加。然而，在发生此类 β 爆发的试验中，rIFG 患者表现出典型的后续 β 上调，这些 β 上调发生在感觉运动区域，表明他们实施抑制控制的能力一旦被触发，就会保持完好。这些发现表明，rIFG 在抑制控制中的作用必须从根本上重新解释。
前额皮质中成熟的小清蛋白中间神经元的功能需要在出生后敏感期进行活动
摘要 Hubel 和 Wiesel 在他们的开创性发现中确定了敏感期，在这些敏感期中，经验可以通过发育过程中神经元活动的短暂变化对成人视觉皮层功能和行为产生持久影响。非感觉皮层（如前额叶皮层）是否存在类似的敏感期，其中活动的变化决定了成人回路的功能和行为，这仍然是一个活跃的研究领域。在这里，我们使用小鼠证明，在青少年时期抑制前额叶小清蛋白 (PV) 表达的中间神经元会导致成人前额叶回路连接、体内网络功能和行为灵活性的持续受损，而这种受损可以通过在成年期有针对性地激活 PV 中间神经元来逆转。相反，在成年期可逆地抑制 PV 中间神经元活动不会产生持久影响。这些发现确定了前额叶回路成熟的活动依赖性敏感期，并强调了发育过程中异常的 PV 中间神经元活动如何改变成人前额叶回路功能和认知行为。