类别选择性是感知脑区组织的基本原则。人类的枕颞皮质细分为优先对面部、身体、人工制品和场景作出反应的区域。然而,观察者需要结合不同类别的物体信息,才能形成对世界的连贯理解。这种多类别信息是如何在大脑中编码的?通过利用 fMRI 和人工神经网络研究男性和女性受试者大脑区域之间的多变量相互作用,我们发现角回与多个类别选择性区域表现出联合统计依赖性。相邻区域对场景和每个其他类别的组合表现出影响,这表明场景提供了结合世界信息的背景。进一步的分析揭示了跨不同类别子集编码信息的皮质区域图,表明多类别信息不是编码在单个集中位置,而是编码在多个不同的大脑区域中。
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。
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。
海马是认知的大脑区域。人类SOX2转录因子中的突变会导致神经发育缺陷,导致智障和癫痫发作,以及海马发育不良。我们在小鼠中产生了一系列等位基因SOX2条件突变,在不同的发育阶段删除SOX2。SOX2晚期缺失(来自E11.5,通过Nestin-Cre)仅影响产后海马发育;早期的缺失(来自E10.5,EMX1-CRE)显着降低了齿状回(DG),最早的缺失(来自E9.5,FOXG1-CRE)会导致剧烈的异常,几乎完全没有DG。我们识别一组功能相互连接的基因(Gli3,Wnt3a,cxcr4,p73和tbr2),已知在海马胚胎发生中起着重要作用,在SOX2早期突变体中被下调,以及(Gli3和cxcr4)直接通过SOX2键入SOX2;它们的下调提供了导致缺陷的合理分子机制。对EMX1-CRE小鼠模型的电生理研究显示CA1和CA3区域的兴奋性传播改变了。对EMX1-CRE小鼠模型的电生理研究显示CA1和CA3区域的兴奋性传播改变了。
1 美国约翰霍普金斯大学医学院分子生物学和遗传学系;2 美国约翰霍普金斯大学医学院精神病学和行为科学系;3 美国纽约州立大学下州医学中心罗伯特 F. 弗奇戈特行为神经科学中心生理学和药理学系;4 挪威科技大学卡夫利系统神经科学研究所和神经计算中心,挪威特隆赫姆;5 美国约翰霍普金斯大学医学院霍华德休斯医学研究所;6 美国约翰霍普金斯大学医学院放射学和放射科学系;7 美国约翰霍普金斯大学医学院神经科学系;8 美国约翰霍普金斯大学医学院遗传医学系; 9 纽约大学神经科学中心,纽约,美国;10 纽约大学朗格尼医学中心神经科学研究所,纽约,美国;11 约翰霍普金斯大学医学院眼科系,巴尔的摩,美国
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1 复旦大学类脑智能科学与技术研究院,200433,上海,2 英国华威大学计算机科学系,CV4 7AL,考文垂,英国,3 牛津计算神经科学中心,牛津,英国,4 西南大学心理学系,重庆,5 认知与人格教育部重点实验室,重庆,6 重庆医科大学神经科学研究所,重庆,7 重庆市神经生物学重点实验室,重庆,8 重庆医科大学永川医院神经内科,402160,重庆,9 复旦大学数学科学学院、生命科学学院、脑科学协同创新中心,200433,上海
a 麻省理工学院脑与认知科学系和麦戈文脑研究所,美国马萨诸塞州剑桥 02139 b 哈佛医学院耳鼻咽喉头颈外科系,美国马萨诸塞州波士顿 02115 c 马萨诸塞大学波士顿分校,美国马萨诸塞州波士顿 02215 d 哈佛医学院,美国马萨诸塞州波士顿 02115 e 波士顿 VA 医疗保健系统,美国马萨诸塞州波士顿 02130 f 贝斯以色列女执事医疗中心,美国马萨诸塞州波士顿 02215 g 精神病学神经影像实验室,布莱根妇女医院和哈佛医学院精神病学系,美国马萨诸塞州波士顿 h 东北大学,美国马萨诸塞州波士顿 02139 i 渥太华大学皇家精神健康研究所心智、脑成像和神经伦理研究部,加拿大安大略省渥太华 j 雷伊胡安医学图像分析实验室(LAIMBIO)西班牙马德里卡洛斯大学
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