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World File Search System情景记忆
空间导航和空间言语记忆形成过程中海马体和前额叶皮质之间因果信息流的可复制模式
海马体和前额叶皮层 (PFC) 之间的相互作用在人类空间导航和情景记忆中都发挥着重要作用，但这些区域之间跨任务域的潜在信息因果流尚不清楚。在这里，我们使用颅内脑电图记录和光谱分辨相位转移熵来研究两种不同的虚拟空间导航和记忆编码/回忆任务中的信息流，并检查信息流模式在空间和言语记忆域中的可复制性。信息理论分析表明，从海马体到侧 PFC 的因果信息流比反向更高。至关重要的是，在两种空间导航任务的记忆编码和回忆期间观察到了不对称的信息流模式。进一步的分析揭示了相互作用的频率特异性，其特征是在 delta-theta 波段 (0.5-8 Hz) 中，从海马体到 PFC 的自下而上的信息流更大；相反，在 beta 波段 (12-30 Hz) 中，从 PFC 到海马体的自上而下的信息流更强。贝叶斯分析表明，两个空间导航任务（贝叶斯因子 > 5.46e + 3）以及跨空间和言语记忆域的任务（贝叶斯因子 > 7.32e + 8）之间具有高度的可重复性。我们的研究结果确定了人类大脑在记忆形成过程中参与的独立于域且可复制的频率相关反馈回路。
脑刺激 - 计算记忆实验室
创伤性脑损伤 (TBI) 是导致成人认知障碍的主要原因，其特征通常是情景记忆和执行功能明显缺陷。先前的研究发现，直接电刺激颞叶皮层可以改善癫痫患者的记忆力，但尚不清楚这些结果是否适用于具有特定 TBI 病史的患者。我们在此探讨了对颞叶外侧皮层施加闭环直接电刺激是否能够可靠地改善 TBI 人群的记忆力。在接受难治性癫痫神经外科评估的较大患者群体中，我们招募了一组有中度至重度 TBI 病史的患者。通过分析患者学习和回忆单词列表时留置电极的神经数据，我们训练了个性化的机器学习分类器来预测每个患者的记忆功能瞬时波动。随后，我们使用这些分类器在预测记忆力衰退的时刻触发颞叶外侧皮层 (LTC) 的高频刺激。与无刺激列表相比，这一策略使刺激列表的回忆表现提高了 19%（P = 0.012）。这些结果为使用大脑闭环刺激治疗 TBI 相关记忆障碍提供了概念验证。
通过受干扰和对抗性的做梦来学习皮质表征
摘要 人类和其他动物无需大量教学就能学会从感官体验中提取一般概念。这种能力被认为是由睡眠等离线状态促进的，在这种状态下，先前的经历会被系统地重播。然而，梦的创造性特征表明，学习语义表征可能不仅仅是重播以前的经历。我们通过实现受生成对抗网络 (GAN) 启发的皮质架构来支持这一假设。我们模型中的学习跨三种不同的全局大脑状态组织，模拟清醒、非快速眼动 (NREM) 和 REM 睡眠，优化不同但互补的目标函数。我们在标准的自然图像数据集上训练模型并评估学习到的表征的质量。我们的结果表明，在 REM 睡眠期间通过对抗性做梦生成新的虚拟感官输入对于提取语义概念至关重要，而在 NREM 睡眠期间通过受干扰的做梦重播情景记忆可以提高潜在表征的稳健性。该模型为睡眠状态、记忆重放和梦境提供了一个新的计算视角，并提出了 GAN 的皮质实现。
计算机在人类行为中的应用报告
虚拟现实 (VR) 技术越来越多地应用于一系列研究领域，例如社会互动研究（Pan & Hamilton, 2018）和情景记忆（Smith, 2019）或精神障碍治疗（Freeman et al., 2017）。在行为研究中，让参与者或患者沉浸在虚拟世界中的典型动机是为了提高生态效度，而传统的实验室设置通常被发现只能提供对现实世界情况的有限概括性（例如，与计算机显示器上相应的刺激相比，对现实生活体验的不同处理（Laidlaw et al., 2011; Rubo, Lynn, & Gamer, 2020）和大脑对现实生活体验的不同反应（Cabeza et al., 2004; Chow et al., 2018; Pônkôanen et al., 2010））。与日常生活中的体验类似，VR 允许用户自由地环顾四周并使用双目视觉检查物体，通常会在虚拟世界中引发存在感或身临其境感（Sanchez-Vives & Slater，2005；Skarbez 等人，2017），并允许大脑按照类似于现实生活中的预测性具体模拟采取行动（Riva 等人，2019）。同时，VR 保留了与其他实验技术相同的实验控制水平。来自各个研究领域的研究结果现在都支持这样一种观点，即 VR 中的体验可能在某些关键维度上与现实生活中的体验相对接近。例如，使用 VR 进行的暴露疗法治疗特定恐惧症被发现可以很好地推广到现实世界的情况（Freeman 等人，2017；Morina 等人，2015），这表明恐惧反应可能无法区分习惯化
启发，但不模仿：人工智能与人类智能之间的对话
顾：我认为智能不只是拥有尽可能多的知识，而是从知识中学习普遍的规则，并运用到新任务中去。在神经科学中，有一个很好的例子，就是爱德华·托尔曼在1948年提出的“认知地图”。这个概念最早是在观察老鼠在迷宫中漫游时的行为时提出的。在这种空间导航任务中，老鼠首先将一系列空间和时间事件作为自我中心坐标存储起来，形成“情景记忆”，然后以认知地图的形式进一步转化为更抽象的“语义记忆”。基于自我中心地图，老鼠和其他动物可以利用结构化知识在新环境中导航，或者在迷宫中某些路径被阻塞时规划新路线。现在，我们知道认知地图不仅是空间导航的地图，也是抽象导航的地图，例如通过社交或价值空间。在最近的一篇《细胞》文章中，科学家发现猴子使用相同的大脑区域（包括海马体）来穿越空间，无论是物理空间还是抽象空间。这些大脑区域负责抽象一般规律并形成可以转移以解决不同问题的真实知识。这就是人类和其他动物拥有元学习或学会学习的能力的方式，这实际上是智力的关键，特别是使我们能够掌握多任务处理的一般智力。
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。
iNAV 2024 数据闪电战会谈
许多机器学习算法都采用了受情景记忆启发的记忆模型。然而，几乎所有算法都采用预先定义且严格的机制来编码和检索记忆。通常，无论是否发生了任何有趣的事情，每个时间步都会存储一种预先确定的信息类型。在这里，我们研究了一个基于记忆增强神经网络的模型，该模型在解决模拟迷宫中的导航任务时，可以自主学习将什么以及何时存储到外部内存缓冲区中以及从外部内存缓冲区中检索。代理学习导航到一个未标记的目标，该目标的位置以固定的间隔变化。正如预期的那样，代理在到达目标时学习将信息存储在内存中，之后抑制存储以避免无关信息的干扰。令人惊讶的是，即使模型仅接收相机图像作为输入，记忆中编码的信息也会反映迷宫的二维空间结构。有趣的是，记忆检索的结果已经反映了代理下一步将选择什么动作的信息。我们开发了一个几何理论，解释了记忆中的表示和检索过程中的计算如何产生导航任务的正确解决方案。我们的建模结果显示了纯记忆结构（例如海马体）如何发展空间和动作表征。我们相信，空间任务的结构塑造了代理学习的编码和检索策略，不同的任务最终会导致不同的记忆策略和表征。
杜阿尔特实验室 - 德克萨斯大学奥斯汀分校
先前的研究尝试使用机器学习分类方法将人们可能记住的事件的单次试验神经反应与可能忘记的事件区分开来。成功的单次试验分类具有转化为临床领域的潜力，可以实时检测记忆和其他认知状态，从而提供实时干预（即脑机接口）。然而，大多数这些研究（以及一般的分类分析）并没有明确所选方法是否最适合对与记忆相关的大脑状态进行分类。为了解决这个问题，我们系统地比较了分类的每个步骤（即特征提取、特征选择、分类器选择）的不同方法，以研究哪些方法最适合解码情景记忆大脑状态——这是此类分析的首次。使用在执行情景上下文编码和检索任务期间收集的成人寿命样本 EEG 数据集，我们发现没有一种特定的特征类型（包括基于共同空间模式 (CSP) 的特征、均值、方差、相关性、基于 AR 模型的特征、熵、相位和相位同步）在区分不同记忆类别方面始终优于其他特征类型。然而，提取所有这些特征类型的效果始终优于仅提取一种特征。此外，与单独过滤或根本不进行特征选择相比，过滤和顺序前向选择的组合是选择有效特征的最佳方法。此外，尽管所有分类器
使用 NIRS 进行神经反馈认知训练可改善年轻人的认知功能：来自随机对照试验的证据
摘要：（1）背景：先前的一项研究表明，使用下调的神经反馈认知训练 (CT-NF) 可改善年轻人的认知功能。神经反馈有两种操纵大脑活动的策略（下调和上调）。然而，CT-NF 上调认知功能的好处仍然未知。在本研究中，我们调查了与单独的认知训练相比，CT-NF 的上调是否能改善广泛的认知功能。（2）方法：在这项双盲随机对照试验 (RCT) 中，60 名年轻人被随机分配到三组之一：CT-NF 组、单独 CT 组和玩益智游戏的主动控制 (ACT) 组。三组的参与者使用相同的设备（平板电脑和 2ch NIRS（近红外光谱）），每天进行 20 分钟的训练游戏，持续四周。我们在训练期间测量了所有组的大脑活动，但只有 CT-NF 接受了 NF。我们还测量了干预期前后的一系列认知功能。（3）结果：与单纯 CT 组和 ACT 组相比，CT-NF 组在情景记忆、工作记忆和注意力方面表现出了更显著的有益效果。此外，CT-NF 组在 CT 期间大脑活动增加，这与认知功能的改善有关。（4）讨论：本研究首次证明，与单纯 CT 相比，使用上调策略的 CT-NF 对认知功能具有有益作用。我们的结果表明，CT 期间大脑活动增加将增强 CT 的益处。
主题：认知康复 - 医疗保险指南
证据总结与分析：Cisneros 等人 (2021) 指出“已知 TBI 后的认知、情感、行为和社会心理障碍会增加正常衰老过程中已经存在的记忆困难，例如涉及短期情景记忆、工作记忆以及与认知调节相关的注意力和记忆过程的记忆困难。健康老年人的认知康复已被证明可以提高注意力和记忆力，以及其他积极的认知影响。轻度认知障碍 (MCI) 也是如此。Belleville 及其合作者 (2006) 为患有 MCI 的老年人开发了一个综合记忆计划 (Méthode d'Entraînement pour Mémoire Optimale [MEMO])，该计划侧重于注意力和编码基于视觉图像的自我启动策略，用于人脸姓名联想和单词列表以及基于文本的语义分析和综合。MEMO 训练显着改善了单词列表的延迟回忆、人脸姓名联想以及自我报告的记忆功能和心理健康，效果持续 6 个月。” Mulhern (2023) 指出：“鉴于中风发病率高，认知障碍随之而来，因此迫切需要基于证据的干预措施和多学科努力，以促进患者恢复独立、工作和参与日常生活的功能方面。认知康复涉及注意力、记忆力和执行功能等认知领域的技能，以及它们如何影响功能性和安全性。在认知康复过程中，康复治疗师通常将需要更多认知需求的更高级日常生活活动称为工具性日常生活活动 (IADL)。IADL 的例子可能包括准备饭菜、管理药物、做家务、管理财务责任、预约时间管理和自我护理。如果有与日常生活活动相关的功能性、任务特定目标以及动机，个人及其支持系统可以在中风康复的整个阶段受益于认知康复。