摘要 合作通常通过口头交流来支持,对我们物种的生存至关重要。最近的研究表明,合作行为与额叶和颞顶叶区域的二元组之间的同步神经活动有关,这与单脑实验室研究的结果一致。然而,这些研究使用了多种合作任务,这引发了一个问题:报告的结果是否可以可靠地与真正动态的、口头支持的合作联系起来。为了确定这些区域中的哪一个(如果有的话)始终跟踪自然的合作行为,我们对已发表的功能性近红外光谱 (fNIRS) 超扫描研究进行了简要回顾和荟萃分析,这些研究考察了参与者进行口头交流时合作互动过程中大脑间同步的发生情况。九篇文章(n=737 名参与者)符合选择标准,并提供了合作期间口头交流过程中大脑间同步的证据,在额叶和颞顶叶区域的全套实验条件下,总体效应大小显著增大,表明这些区域的大脑间神经同步是人类合作行为的基础。总之,我们的研究结果强调了荟萃分析作为一种帮助辨别研究模式的工具的重要性,在这种情况下,荟萃分析揭示了半自然合作行为的神经基础。关键词:大脑间同步、人际神经对齐、超扫描、口头交流、合作、fNIRS
分形是在不同尺度上重复的自相似图案,其复杂性用 0(一个点)和 2(一个填充平面)之间的分数欧几里得维数 D 表示。美国画家杰克逊·波洛克 (JP) 的滴画本质上是分形,波洛克最著名的作品属于高维(~1.7)类别。这意味着人们更喜欢更复杂的分形图案,但一些研究表明人们更喜欢低维分形。此外,研究表明顶叶和额叶大脑活动跟踪分形图案的复杂性,但之前的研究根据分形维数人为地对分形进行分类,而不是将分形维数视为参数变化的值。我们使用从 JP 艺术品中提取的白色层作为刺激,并构建统计匹配的二维随机康托集作为控制刺激。当参与者观看 JP 和匹配的随机 Cantor 分形图案时,我们记录了脑电图 (EEG)。然后,参与者对每种图案的主观偏好进行评分。我们使用单次试验分析构建了将主观偏好与分形维数 D 相关联的受试者内模型,以及将 D 和主观偏好与单次试验 EEG 功率谱相关联。结果表明,对于 JP 和 Cantor 刺激,参与者更喜欢高 D 图像。功率谱分析表明,对于艺术分形图像,顶叶 alpha 和 beta 功率以参数方式跟踪分形图案的复杂性,而对于匹配的数学分形,顶叶功率以参数方式跟踪一系列频率内图案的复杂性,但在 alpha 波段最为显著。此外,顶叶 alpha 功率以参数方式跟踪对艺术和匹配的 Cantor 图案的审美偏好。总体而言,我们的结果表明,对艺术和计算机生成的分形图像的复杂性的感知反映在顶叶 - 枕叶的 α 和 β 活动中,而对复杂刺激的偏好的神经基础则反映在顶叶 α 带活动中。
背景。注意力缺陷多动障碍 (ADHD) 是一种神经发育障碍,与教育水平低和社会融合受损的风险增加有关。目前,尽管在儿童早期就出现了 ADHD 的行为迹象,但临床诊断很少在学龄前发生。目前尚无已知的 2-3 岁儿童 ADHD 风险的大脑生物标志物。方法。本研究旨在通过双侧额叶和顶叶皮质(涉及注意力和目标导向认知的区域)的功能性近红外光谱 (fNIRS) 调查 70 名 2.5 岁和 3.5 岁儿童与 ADHD 风险相关的功能连接 (FC)。要求孩子们被动观看视频约 5 分钟。通过母亲的 ADHD 症状评估每个孩子的 ADHD 风险,并评估大脑数据的 FC。结果。母亲 ADHD 风险较高与左侧顶叶额叶网络中的 FC 较低相关。此外,性别与 ADHD 风险之间的相互作用非常显著,其中广泛的双侧顶叶额叶网络中 FC 减少与男性而非女性参与者的风险增加有关。结论。这些发现表明,有 ADHD 风险的幼儿的顶叶 - 额叶网络存在功能组织差异;可能促进对 ADHD 发展潜在神经机制的理解。
尽管理论模型表明青少年认知控制的神经基础发生了发展变化,但实证研究很少使用多波多元纵向数据来检查与认知控制相关的大脑激活的个体内变化。我们对 167 名青少年(53% 为男性)在多源干扰任务 (MSIT) 期间的大脑激活和行为表现进行了纵向重复测量,这些青少年从 13 岁到 17 岁每年接受一次评估,为期四年。我们应用潜在生长模型来描绘大脑激活随时间变化的模式,并研究大脑激活和行为表现之间的纵向关联。我们确定了表现出不同变化模式的大脑区域:(1)涉及双侧岛叶、双侧中额回、左侧前辅助运动区、左侧下顶小叶和右侧楔前叶的额顶叶区域;和(2)前扣带皮层喙部(rACC)区域。对额顶叶区域进行的纵向验证性因子分析揭示了随时间变化的强烈测量不变性,这意味着认知控制期间的多变量功能性磁共振成像数据可以随时间推移进行可靠地测量。潜在基础生长模型表明,额顶叶激活随时间推移而减少,而 rACC 激活随时间推移而增加。此外,行为表现数据表明,与年龄相关的改善表现为四年内反应时间的个体内变异性下降。使用多元生长模型测试纵向大脑-行为关联表明,更好的行为认知控制与更低的额顶叶激活有关,但行为表现的变化与大脑激活的变化无关。目前的研究结果表明,额顶叶募集表明的认知干扰影响减少可能是大脑成熟的标志,是青少年时期更好的认知控制表现的基础。
摘要 尽管编程对现代社会至关重要,但代码理解的认知和神经基础在很大程度上仍是未知的。编程语言可能会“回收”最初为自然语言开发的神经认知机制。或者,代码理解可能依赖于与其他文化发明的符号系统(如形式逻辑和代数等符号数学)共享的额顶叶网络。专业程序员(平均 11 年编程经验)在接受 fMRI 时执行代码理解和记忆控制任务。同样的参与者还执行了形式逻辑、符号数学、执行控制和语言定位器任务。左侧额顶叶网络被招募用于代码理解。该网络内的活动模式区分了“for”循环和“if”条件代码函数。就底层神经基础而言,代码理解与形式逻辑和数学重叠程度较小。与执行过程和语言的重叠程度较低,但语言和代码的侧向性在个体之间共变。包括代码在内的文化符号系统依赖于独特的额顶叶皮层网络。
大脑由四个主要的表面叶或功能区组成,即额叶(橙色)、颞叶(绿色)、顶叶(蓝色)和枕叶(黄色),如图 3 所示,它们具有各自的功能。枕叶位于头骨后部,负责视觉处理。颞叶负责感觉处理、长期记忆、视觉记忆以及情感和语言。顶叶负责融合来自周围环境(例如环境及其与我们身体的关系)的信息(例如抓取物体时双手的协调)。额叶负责自愿运动、决策、思考、认知处理(例如计划和注意力),被称为我们的个性中心。2 3
单脑神经成像研究表明,人类合作与额叶和颞顶叶区域的神经活动有关。然而,单脑研究是否能为现实生活中的合作提供信息仍不清楚,因为在现实生活中,人们会进行动态互动。这种动态互动已成为脑间研究的焦点。在这方面,一种有利的技术是功能性近红外光谱 (fNIRS),因为它比 EEG 或 fMRI 等更传统的技术更不容易受到运动伪影的影响。我们基于 13 项研究(涉及 890 名参与者),对 fNIRS 合作超扫描进行了系统评价和首次定量荟萃分析。总体而言,荟萃分析揭示了人们合作时存在统计学上显着的脑间同步性的证据,额叶和颞顶叶区域的整体效应大小都很大。所有 13 项研究都观察到前额叶皮层 (PFC) 中存在显着的脑间同步性,这表明该区域与合作行为特别相关。由于相关研究使用了不同的合作任务,因此这些发现的一致性不太可能归因于与任务相关的激活。总之,本研究结果支持了额叶和颞顶叶区域在人际合作中的大脑间同步的重要性。此外,本文强调了元分析作为辨别大脑间动态模式的工具的实用性。关键词:大脑间同步、人际神经对齐、超扫描、合作、fNIRS
人类大脑中不同格式的量级是如何表示的?我们使用功能性磁共振成像适应性来分离 45 名成年人的符号、数量和物理尺寸的表示。结果表明,支持数字符号被动处理的神经关联在解剖学和表征上与支持数量和物理尺寸的神经关联基本无关。从解剖学上讲,数量和大小的被动处理与右顶叶内沟的激活相关,而与数量处理相比,符号数字处理与左顶叶下小叶的激活相关。从表征上讲,支持符号的激活神经模式与支持双侧顶叶数量和大小的神经激活模式不同。这些发现挑战了长期以来的观点,即文化习得的将符号数字概念化的能力使用与支持用于处理数量的进化古老系统完全相同的大脑系统来表示。此外,这些数据表明,支持数值量级处理的区域对于非数值量级的处理也很重要。这一发现促使人们未来研究获取符号数字知识的神经后果。