动态信息与次序加工的脑神经机制研究

我们处于一个动态的世界.理解人类大脑如何表征和加工复杂的动态信息是神经科学和心理学的重要问题。我们已有的研究结果提示动态信息加工并不仅仅在知觉层次，而与更高水平的前额叶(PFC)功能直接相关。我们的数据进一步提示普遍意义上的动态信息加工可能来源于心理表征内部对动态信息中次序的自发抽提和延展，其神经机制可能发生在枕-顶-额叶皮层网络,其中PFC调控和抑制对动态信息的自发延展和预测。本研究计划采用多种不同的实验范式, 并利用BOLD fMRI, ASL Perfusion fMRI, 功能连通性分析, 脑电事件相关电位（ERP），TMS等多种最新脑成像研究技术，深入开展对动态信息和次序加工的神经机制的多方式脑功能成像研究，验证和发展完善我们提出的自发延展-抑制模型假设。本研究对理解人类智能如何解决动态信息和次序加工这个问题有重要的科学意义，对发展和应用多方式脑功能成像技术也有重要技术价值。

本课题通过一系列实验研究探索了动态信息及次序加工的行为和神经机制，研究手段包括行为实验、BOLD /ASL Perfusion fMRI、MRI结构像分析、静息态和任务态的功能连通性分析，ERP等技术方法，重点关注了前额叶皮层（PFC）在动态信息加工中的作用。研究结果发现：（1）个体表征动量敏感性与认知注意转移能力有关，但与简单的一致性运动知觉无关；（2）真实连续运动与暗示运动的动态表征表现出双分离效应；（3）面孔情绪的动态表征有文化特异性，中国被试对逐渐增强的负性面孔情绪的表征有反向的表征动量效应；（4）表征动量实验状态与对照状态相比，除了显著的内侧前额叶（MePFC）的激活外，MePFC到MT区之间的连接性也有显著差别；（5）与正常被试相比，羽毛球专业运动员行为上对表征动量更加敏感，有更大的表征偏移,脑功能上有更强的MePFC激活；脑结构和静息态功能上，羽毛球运动员小脑灰质皮层密度，脑功能上静息态低频振幅（ALFF）有显著的增强，前额叶和顶叶之间的连接性也有显著变化。这些发现验证了我们的假设，进一步证实了前额叶皮层，尤其是MePFC在动态信息加工中的重要作用。此外，我们的探索性研究还发现：（6）技术上，ASL Perfusion fMRI可以同时提供BOLD和CBF信号进行多模态的静息态脑功能研究，大样本的ASL数据可以稳定地检测出大脑的静息态网络；（7）动态风险决策任务中，BART任务有较高的重测稳定性，并受金钱奖赏真实性的调控；（8）气候引起的情绪动态变化与脑岛和前额叶等皮层区域的静息态脑血流有关；（9）5-HTTLPR基因短基因型和长基因型的人在悲伤情绪的动态调整恢复过程中存在不同的神经机制。