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World File Search System工作记忆
社论：基于神经生理测量检测和估计工作记忆状态和认知功能
工作记忆等执行性认知功能决定了各种不同认知任务的成败，如解决问题、导航或规划。通过从神经生理或心理生理信号估计工作记忆负荷或记忆容量等结构，自适应系统可以对操作员经历的认知状态作出反应，并触发旨在支持任务执行的响应（例如，当受试者超负荷时简化辅导系统的练习 Gerjets et al., 2014 ，或关闭来自手机的干扰）。确定工作记忆负荷等认知状态也可用于自动测试/评估或可用性评估。虽然目前有大量关于工作记忆活动等认知功能的神经和生理相关性的研究，但很少有出版物涉及将这些研究应用于复杂、现实场景中的单次试验检测和实时估计认知功能。基于脑活动测量的单次试验分类器，例如脑电图 (EEG, Kothe and Makeig, 2011; Lotte et al., 2018)、功能性近红外光谱 (fNIRS, Putze et al., 2014; Herffi et al., 2015)、生理信号 (Fairclough et al., 2005; Fairclough, 2008) 或眼动追踪 (Putze et al., 2013)，有可能对情感 (Koelstra et al., 2010; Heger et al., 201
独角兽、野兔还是乌龟？利用机器学习预测工作记忆训练表现
人们从工作记忆 (WM) 训练中受益的程度存在很大差异。尽管越来越多的研究关注与 WM 训练结果相关的个体差异，但我们仍然缺乏对哪些特定的个体差异以及以何种组合方式导致个体间训练轨迹差异的了解。在当前的研究中，568 名本科生在两周内完成了几种 N-back 干预方案之一。参与者的训练轨迹被分为三种不同的训练模式（高绩效者、中等绩效者和低绩效者）。我们应用机器学习算法来训练二叉树模型，以预测个人的训练模式，该模型依赖于先前文献中已确定为相关的几个个体差异变量。这些个体差异变量包括预先存在的认知能力、性格特征、动机因素、视频游戏经验、健康状况、双语能力和社会经济地位。我们发现我们的分类模型在区分高绩效者和相对较低的绩效者方面表现出良好的预测能力。此外，我们发现开放性和预先存在的 WM 能力是区分高绩效者和低绩效者的两个最重要的因素。然而，对于低绩效者来说，开放性和视频游戏背景是他们学习坚持的最重要预测因素。总之，在培训之前，可以使用参与者的特征来预测个人培训表现，这可以为个性化干预措施的制定提供参考。
早期逆境共同调节身体质量指数和工作记忆发展
先前的工作提出，以最佳方式平衡对身体和大脑发育的能量消耗会导致发展过程中体细胞和神经认知生长之间的负相关关系。到目前为止，一个重要的问题在很大程度上被忽略了，这是这种充满活力的权衡受到早期生活环境因素的影响。在这项研究中，我们估计了神经认知（通过工作记忆能力）与体细胞（通过身体质量指数）发育轨迹之间的关联，同时考虑到早期生命逆境的多个维度。我们初始生长曲线模型的结果与男孩和男孩的大脑 - 身体折衷是一致的。在随后的模型中，我们表明早期生命逆境与神经认知生长轨迹的体细胞和负相关是积极的，尽管它们之间的直接负耦合保持一致。最后，将剥夺，威胁和不可预测性的影响分开的多阶段逆境模型表明，剥夺的维度（反映了缺乏获得资源和认知刺激）对躯体和神经认知的增长模式造成了最大的贡献。这些结果表明，在开发过程中，个人平衡这两种生物结构之间的能量的方式部分与通过表型可塑性的环境影响有关。
独角兽、野兔还是乌龟？利用机器学习预测工作记忆训练表现
人们从工作记忆 (WM) 训练中受益的程度存在很大差异。尽管越来越多的研究关注与 WM 训练结果相关的个体差异，但我们仍然缺乏对哪些特定的个体差异以及以何种组合方式导致个体间训练轨迹差异的了解。在当前的研究中，568 名本科生在两周内完成了几种 N-back 干预方案之一。参与者的训练轨迹被分为三种不同的训练模式（高绩效者、中等绩效者和低绩效者）。我们应用机器学习算法来训练二叉树模型，以预测个人的训练模式，该模型依赖于先前文献中已确定为相关的几个个体差异变量。这些个体差异变量包括预先存在的认知能力、性格特征、动机因素、视频游戏经验、健康状况、双语能力和社会经济地位。我们发现我们的分类模型在区分高绩效者和相对较低的绩效者方面表现出良好的预测能力。此外，我们发现开放性和预先存在的 WM 能力是区分高绩效者和低绩效者的两个最重要的因素。然而，对于低绩效者来说，开放性和视频游戏背景是他们学习坚持的最重要预测因素。总之，在培训之前，可以使用参与者的特征来预测个人培训表现，这可以为个性化干预措施的制定提供参考。
结构可控性预测功能模式和大脑刺激益处与工作记忆
大脑是一个固有的动态系统，许多工作都集中在通过局部扰动和全局网络集合功能变化来修饰神经活动的能力上。网络可控性是网络神经科学中的最新概念，该概念旨在预测单个皮质位点对全球网络状态和状态变化的影响，从而对局部对全球脑动力学的影响产生统一的说明。尽管该概念在工程科学中被接受，但在神经科学中的持续辩论中，将网络可控性与大脑活动和人类行为联系起来的经验证据仍然很少。在这里，我们提出了一组源自fMRI，扩散张量成像和在线重复的经颅磁刺激（RTMS）的多模式的大脑 - 行为关系 - 在由两个男女个人执行的单独校准的工作记忆任务中应用的。描述结构网络系统动力学的模式显示了与任务难度相关的大脑活动的直接关系，并且在硬任务条件下有助于功能性脑状态的难度到范围的模式。模态可控性（量化难以到达模式的贡献的措施）在受刺激的站点上预测了与任务难度增加和RTMS对任务绩效的益处相关的fMRI激活。此外，fMRI解释了模态可控性和与5 Hz在线RTMS相关的工作记忆益处之间64％的差异。因此，这些结果为网络控制理论的功能有效性提供了证明，并概述了整合结构网络拓扑和功能活动的清晰技术，以预测刺激对后续行为的影响。
多元分析揭示了工作记忆负荷的可概括的人类电生理特征
抽象工作记忆（WM）是一个在线内存系统，对于在正在进行的认知处理过程中以快速访问状态保持注入至关重要。因此，在提供WM载荷的时间解析索引的方法中具有很强的价值。尽管已经确定了单变量的EEG信号随着WM负载而变化，但多变量分析方法的最新进展表明，可能会有丰富的信息来源不会产生可靠的单变量标志。在这里，使用了四项已发表研究的数据（n = 286和> 250,000个试验），我们证明了对脑电图电压地形的多元分析提供了对WM中存储的项目数量的敏感指数，这些索引概括为新型人类观察者。此外，多元负载检测（“ MVLOAD”）可以在单试级别提供强大的信息，超过现有单变量方法的灵敏度。我们表明，此方法以（1）独立于备忘录的空间位置的方式跟踪WM负载，（2）足够精确地在存储的项目数量中划分项目划分，（3）可在不同的任务和刺激显示的跨个体差异，以及（4）与wm wm行为中的个体差异相关。因此，这种方法为单变量分析方法提供了强大的补充，并阐述了人类在线内存存储的时间解决方案。
结构可控性预测功能模式和大脑刺激益处与工作记忆
大脑是一个固有的动态系统，许多工作都集中在通过局部扰动和全局网络集合功能变化来修饰神经活动的能力上。网络可控性是网络神经科学中的最新概念，该概念旨在预测单个皮质位点对全球网络状态和状态变化的影响，从而对局部对全球脑动力学的影响产生统一的说明。尽管该概念在工程科学中被接受，但在神经科学中的持续辩论中，将网络可控性与大脑活动和人类行为联系起来的经验证据仍然很少。在这里，我们提出了一组源自fMRI，扩散张量成像和在线重复的经颅磁刺激（RTMS）的多模式的大脑 - 行为关系 - 在由两个男女个人执行的单独校准的工作记忆任务中应用的。描述结构网络系统动力学的模式显示了与任务难度相关的大脑活动的直接关系，并且在硬任务条件下有助于功能性脑状态的难度到范围的模式。模态可控性（量化难以到达模式的贡献的措施）在受刺激的站点上预测了与任务难度增加和RTMS对任务绩效的益处相关的fMRI激活。此外，fMRI解释了模态可控性和与5 Hz在线RTMS相关的工作记忆益处之间64％的差异。因此，这些结果为网络控制理论的功能有效性提供了证明，并概述了整合结构网络拓扑和功能活动的清晰技术，以预测刺激对后续行为的影响。
在工作记忆任务期间，前额叶大脑活动的复发性神经网络模型
当将多个项目保存在短期内存中时，回顾性优先级优先级优先于另一个项目（复古示意）可以促进后续召回。然而，这种作用的神经和计算基础知之甚少。最近的一项研究记录了在复古任务期间猕猴侧向前额叶皮层（LPFC）中的神经信号，在（预先提示）和（会引发后）回归开始之前（预告症）和之后的延迟期间活动对比。他们报告说，在提示前延迟中，单个刺激被维持在神经种群活动的非独立子空间中，而在提示后延迟中，先前的项目被旋转成一个共同的子空间，有可能允许一种常见的读取机制。为了了解如何通过错误最小化可以学习此类代表性转变，我们通过监督训练了经常性的神经网络（RNN），以执行同等的提示回复任务。rnns提供了两个表示结合性颜色刺激的输入，然后进行了预示记忆延迟，位置返回和后提示延迟。我们发现，在猕猴LPFC中观察到的正交到平行的几何变换自然出现在经过训练以执行任务的RNN中。有趣的是，仅当需要在读数之前将提示信息用于几个周期的短期记忆中才能形成平行几何形状，这表明它在维护过程中可能具有鲁棒性。我们通过分析RNN的学习动态和连接模式以及用概率提示训练的模型的行为来扩展这些发现，从而使我们能够为将来的研究做出预测。总的来说，我们的发现与最新的理论说明是一致的，该账目提出的回顾将优先的内存项转化为前瞻性，面向动作的格式。
将电机工作记忆链接到显式和隐式运动学习
虽然已经广泛研究了显式和隐式运动学习，但在最近运动（MWM）的近期运动记忆中，对这些过程的贡献尚不清楚。先前的研究表明，视觉空间的工作记忆可能有助于明确的运动学习，但对隐式学习没有参与或有害。在这里，我们询问这些发现是否以及如何扩展到非视觉MWM。基于最近指向独立效应和效应特异性的MWM代码的工作，我们假设：（1）明确的运动学习过程将与效应无关的MWM相关，（2）隐式运动学习过程将与效应特异性MWM相关。为了检验这些假设，人类参与者既完成MWM任务又完成了视觉运动适应任务。我们的结果表明，与效应子无关的MWM质量与显式运动学习程度之间存在显着相关性，从而扩展了有关视觉空间工作记忆的先前发现。此外，我们提供了支持我们的第二个假设的证据，该假设是效应特异性MWM与隐式运动学习相关的。
研究合成型干预对健康年轻女性的工作记忆表现的影响
摘要肠道轴（GBA）介导了胃肠道系统与大脑之间的交流，从而影响了认知功能和情感幸福感，而肠道微生物群则起着至关重要的作用。虽然合成生物和益生菌已经显示出增强认知功能的潜力，但结果仍然不一致。本研究检查了补充合成剂对听觉性能指标的影响 - 阈值，灵敏度，准确性和反应时间 - 使用对照组的重复测量设计。30岁的女性（18-32岁）完成了正面和负面影响时间表（PANAS）和听觉工作记忆任务。尽管在听觉阈值，灵敏度或准确性中未发现显着差异，但合成型组表现出明显快的反应时间（P <0.00001），表明认知处理速度提高。这些发现强调了对合成生物影响认知健康的机制进行进一步研究的必要性。