记忆是人类大脑储存信息和反馈信息的能力，人类之所以能够认识世界和改造世界，关键在于人类大脑有卓越的思维能力和记忆能力。Elon Musk所期望的有着记忆外挂存储功能的人类增强（超人类）能否实现？大脑的记忆存储位置在哪儿？大脑如何进行记忆分类检索和控制？ 近日，复旦大学和约克大学的合作团队研究发现了与控制记忆提取相关的脑区，这些脑区辅助大脑完成认知控制功能。 4月9日，相关研究成果以《不同需求的认知控制揭示了语义记忆和情景记忆提取共享的神经机制》（“Varying demands for cognitive control reveals shared neural processes supporting semantic and episodic memory retrieval”）为题发表于《自然》杂志子刊《自然·通讯》（Nature Communications）。大脑的长期记忆分为外显记忆和内隐记忆，其中外显记忆包括语义记忆和情景记忆两部分。语义记忆指对一般事实的概念性记忆，是一种客观性的知识，与个人经验无关，而情景记忆记录生活中所发生的特定事件，与个人经历息息相关，两种记忆共同帮助我们了解并回应周围的世界。数十年的临床和实验研究表明，语义记忆和情景记忆存储于两部分相互独立的大脑区域。 研究团队设计了两组相互独立的实验。第一组实验使用功能性磁共振成像技术，发现大脑在提取语义记忆和情景记忆时，一部分共同脑区的激活程度增强。研究结果显示：左侧额下回（left inferior frontal gyrus,LIFG）、前岛叶皮层（anterior insular cortex，aINS）都参与了弱关联的语义和弱编码的情景记忆的提取。第二组大规模的个体差异性实验进一步发现了一个共用的脑区环路，其中左侧额下回和前岛叶皮层与作为默认网络的核心区域腹内侧前额叶皮层（ventromedial prefrontal cortex，vmPFC）的功能连接减弱与两种记忆提取的更好表现有关。这两组实验结果揭示了辅助语义记忆和情景记忆提取的共有神经环路，从而使得大脑能够灵活地提取功能不同的长时记忆。 “记忆使我们理解世界并且更好地与周围的世界灵活互动。尽管在大多数情况下，我们经过记忆编码可能足以应付当前的工作。比如说记得为即将到来的度假旅行准备沙滩巾，但在为商务旅行整理行李等其他情况下，这种强烈的记忆可能无关紧要。因此，我们需要严格控制相关记忆的检索，以解决不同情况下的不同任务。我们的结果表明，这种控制过程可能在语义记忆和情景记忆类型之间共享。” 文章第一兼通讯作者、复旦大学类脑智能科学与技术研究院青年研究员Deniz Vatansever介绍，该研究表明，大脑中有一组共享的系统可能对日常人类使用语义记忆和情景记忆的提取起着重要控制作用，也就是说，我们的记忆系统可能依赖于共享的神经机制。 文章共同作者约克大学心理学系Elizabeth Jefferies教授认为：“为了产生适当的思想和行为，我们必须以高度灵活的方式利用我们的记忆库。这项新研究着重展示了大脑内的控制过程，发现大脑如何能够对不常用的词汇或记忆不深的个人经历进行记忆和编码。这种对记忆的控制使我们能够发挥创造力，并随着目标或环境的变化而进行适应。” 图1与控制提取语义和情景记忆相关的神经回路： a)研究显示，无论是语义记忆还是情景记忆，提取弱关联记忆的表现程度与左侧额下回/前岛叶皮层（LIFG/aINS）团块到腹内侧前额叶皮层（vmPFC)的低连通性呈正相关。 b)使用Neurosynth数据库对该回归模型涉及的认知术语进行元分析解码，词云显示了前100个最相关术语，术语文本大小对应关联强度。 c)在独立的种子点功能连接分析中，vmPFC与Yeo-7网络划分中的默认网络和边缘网络的脑区存在大量的正连接（r>0），而与突显网络、腹侧注意网络、背侧注意网络和额顶控制网络存在显著的负连接（r<0）。 该研究发现两种不同类型的长期记忆在大脑中有着共同的存储区域，并确认了额叶皮层能够对这些脑区进行认知控制，无论是对于神经基础研究和包括痴呆症在内的各种记忆障碍疾病研究都具有重要意义。同时，找到长期记忆的存储系统，可实现记忆数据库的检索和智能的信息知识管理，该发现有可能对新一代人工智能系统开发提供思路。 该研究得到了国家自然科学基金、上海市“脑与类脑智能基础转化应用研究”市级科技重大专项以及欧洲研究委员会相关基金的支持。 原文链接： https://www.nature.com/articles/s41467-021-22443-2 查看详细>>

第四届认知科学和脑疾病转化医学大会总结会开幕式现场 杭州主会场重庆分会场同时进行 "第四届认知科学和脑疾病转化医学大会总结会"于2021年4月24至25日在杭州举行。"大会"由中国认知科学学会"认知科学和脑疾病转化医学工作委员会"主办。杭州师范大学附属医院、杭州师范大学心理科学研究院、中科院生物物理所脑与认知科学国家重点实验室承办。 　　"认知科学和脑疾病转化医学大会总结会"是一个系列大会，此前先后在北京、成都、合肥举办三届。"大会"由中国认知科学学会理事长陈霖院士为召集人的"认知科学脑疾病转化医学工作委员会"设计，具有鲜明的特色。"大会"包括专题研讨会和总结会两个阶段的活动。总结会之前，各专题研讨会开展历时半年以上的学术研讨活动和科研合作。"大会"要求各个专题研讨会（1）不拘大小、形式，要有特色、体现组织者的研究基础，反映认知科学在脑疾病研究中不可替代的作用；（2）每个研讨会的组织者应当至少是一名认知科学基础研究者和一名临床医生；（3）鼓励每个研讨会最后形成书面的研究课题计划。 　　总结会线上线下、主会场（杭州）和分会场（重庆）同时进行。线下代表250人（根据疫情规定），线上14608人参会。杭州师范大学领导、杭州市卫健委领导、杭州师范大学附属医院领导先后在主会场讲话，都强调了认知科学和脑系科临床医学的相互重要推动作用。 　　学会理事长陈霖院士在开篇的报告中，强调了中国认知科学学会组织"大会"的思想背景：奠定认知科学不可替代学科地位的三大基石-认知的变量，认知的实验范式，脑认知成像(brain mapping)-对脑疾病研究具有不可替代的作用。赵继宗院士、段树民院士、陆林院士也参加了本次大会的活动。 　来自医疗卫生系统、中科院、高校、军队等63个单位的研讨会的组织者115人，共组织了52个认知科学和脑疾病的专题研讨会。这52个研讨会把知觉、注意、记忆、学习、情感、意识等多个认知层次的基础研究，以及脑成像和脑影像学的研究，密切结合到脑血管病变、脑卒中、脑肿瘤、癫痫、老年痴呆、中枢性运动障碍、精神分裂症、抑郁症、自闭症、成瘾、睡眠障碍、注意缺陷多动障碍、青光眼和近视的中枢机制、植物人的残存认知功能、神经调控治疗等临床和临床基础的研究（https://v.alltuu.com/album/1035431713/?from=qrCode）。 　会议期间，解放军总医院海南医院向大会提出了2022年在三亚承办"第五届认知科学和脑疾病转化医学大会总结会"的申请报告。报告将被进一步提交中国认知科学学会的"认知科学和脑疾病转化医学工作委员会"审议。 第四届认知科学和脑疾病转化医学大会总结会圆满结束，专家志愿者团队合影 大会的52个专题会的小结posters见附件(http://cogsci.org.cn/files/bdtm2020_symposia.pdf)，举例"专题1"、"专题14"如下。 查看详细>>

人本质上是具有社会性的动物，只有通过不断与他人进行社会交往才能满足内在的归属需求并维持良好的社会关系。在与他人互动过程中，人们往往会关注他人的眼睛部分，并通过眼神进行沟通交流。可见眼睛不仅被动接受外界环境传递而来的视觉信息，同时也向外界透漏出人内心所想，因此眼睛也被比作心灵之窗。而瞳孔是眼睛虹膜中一个可以收缩或扩张的小圆孔，它可以控制光线进入眼睛的多少。有趣的是，瞳孔大小还可以反映人内在的认知过程。既然眼睛是社会交往过程中重要的媒介，那么瞳孔大小是否能反映社会互动的认知加工？脑与认知科学国家重点实验室蒋毅研究组的科研人员为此开展了一项实证研究。 　　在日常生活中，人们不仅擅长快速识别他人发来的社交信号（“第二人称”社会互动：如一个人招手叫我们过去），也十分精通于从旁观者的视角解读他人之间的社会互动（“第三人称”社会互动：如一个人发出指令让另一个人站起来，另一个人便站了起来）。 　　研究者利用生物运动光点小人模拟这两种社会互动场景，并通过操作小人的身体朝向生成了非社会互动的动画。研究者在被试被动观看3s社会互动动画和非互动社会动画，并同时记录了他们的瞳孔反应。 “第二人称”社会互动“第三人称”社会互动 验一结果发现，在动画呈现相对早期（450–1300毫秒）的阶段，被试观看第二人称的互动动画所诱发的瞳孔大小要明显大于非互动动画。为了控制互动动画和非互动动画之间低水平因素的差异，研究者在控制实验中将刺激上下翻转，这时瞳孔扩张效应消失了，因此排除了低水平因素所导致瞳孔扩张的解释。实验二结果发现，第三人称的社会互动在相对晚期（2000–3000ms）的阶段会诱发更大的瞳孔反应，而低水平的因素同样无法解释该效应。为了进一步阐明瞳孔扩张背后的机制，在实验三中，研究者通过替换一个小人这种更为严格的方法破坏其交流意图从而生成非互动动画。与预期一样，实验依然观察到了感知社会互动所引发的瞳孔扩张效应，这也进一步证实了社会互动中传递的交流意图而非其他无关因素诱发了上述所观察到的效应。 实验流程及实验结果 综上所述，实验发现不论是从“第二人称”，还是“第三人称”的角度，感知社会互动都会引发瞳孔扩张。该研究不仅证实了人对社会互动信息加工的特异性，同时也为瞳孔大小反映高级社会认知情感加工提供了重要依据。此外，瞳孔作为一种客观且易于测量的生理指标，在社会认知障碍（如自闭症）的早期诊断中也具有潜在的应用价值。 　　该研究获得国家自然科学基金、中国科学院先导专项、前沿科学重点研究项目等项目的资助，以及北京市科委、深港脑科院等的支持。 　　成果已在线发表于Neuroscience Bulletin。 　　论文信息： 　　Cheng Y,Liu W,Yuan X,Jiang Y.The Eyes Have It:Perception of Social Interaction Unfolds Through Pupil Dilation.Neurosci.Bull.(2021).https://doi.org/10.1007/s12264-021-00739-z 　　相关研究论文： 　　程羽慧,袁祥勇,蒋毅.(2021).社会互动加工的认知特性及脑机制——第三人称的视角.心理科学进展,29(3),472-480. 　　Liu,R.,Yuan,X.,Chen,K.,Jiang,Y.,&Zhou,W.(2018).Perception of social interaction compresses subjective duration in an oxytocin-dependent manner.eLife,7,e32100.doi:10.7554/eLife.32100 查看详细>>

精神分裂症的许多方面存在性别差异。例如，与女性患者相比，男性患者的发病年龄更早、阴性症状更严重、认知功能更差、治疗反应更差、总体预后更差、受教育程度较低、工作频率较低、社交能力较差等。然而，精神分裂症性别差异的病理生理机制尚不清楚。 　　感觉门控是指大脑自主地对重复或冗余的感觉输入信息的反应进行抑制的能力。通常通过条件-测试P50范式进行评估，其中成对的“click”刺激以500ms的间隔出现，引起大脑中的正极性反应，该反应发生在刺激开始后约50ms。第一个刺激称为条件反射刺激（S1），第二个刺激称为测试刺激（S2）。在精神分裂症患者中普遍发现比健康对照组高的P50比率，预示着存在感觉门控障碍。 　　这种表现为P50抑制性缺陷的感觉门控缺陷可能是参与精神分裂症病理生理学的候选内部表型，与临床症状和认知障碍有关。然而，在精神分裂症患者中，P50成分与临床症状及认知障碍之间的关系尚不清楚。尽管研究表明，在健康受试者中，女性的S1振幅和P50比率高于男性。但精神分裂症患者的P50成分是否存在性别差异，以及精神分裂症患者在症状、认知障碍、P50抑制缺陷等方面是否存在性别差异，尚无研究报道。 　　为研究上述问题，中国科学院心理健康重点实验室张向阳研究组近期开展了一项研究。研究者在北京某医院同时招募了130名首发未服用药物的精神分裂症患者（53名男性和77名女性）以及189名健康对照者（87名男性和102名女性）。研究采用阳性与阴性症状量表(PANSS)及其五因素模型对患者的精神病理症状进行评分，并采用条件-测试P50范式和事件相关电位(ERP)技术记录P50成分。以此探究首发未服用药物的精神分裂症患者P50感觉门控缺陷与精神病理学症状及认知缺陷的关系。 　　结果表明，男性患者的PANSS阴性症状、一般精神病理学、认知因素和总分高于女性患者。男性患者的S1振幅小于女性患者（如图1）。多元回归分析显示，在男性患者中，S1潜伏期是阴性症状的影响因素（如图2），而S1潜伏期、S2潜伏期、年龄和吸烟状态是认知因素的影响因素（如图3）。在女性患者中，没有发现P50成分是PANSS评分的影响因素。研究结果提示，首发精神分裂症在临床症状和P50抑制缺陷上存在性别差异。 图1.模拟首发未服药的男性及女性精神分裂症患者的组平均值。Click开始时间为0ms。黑色粗线：S1响应波形；红线：S2响应波形。箭头显示P50波的位置。正极性向下。 图2.男性精神分裂症患者阴性症状与S1潜伏期呈正相关 图3.男性精神分裂症患者认知因子与S1潜伏期及S2的潜伏期呈正相关 该研究表明，首发精神分裂症患者的临床症状、认知功能障碍与P50抑制缺陷之间存在性别差异。这种差异可能与吸烟、性激素、社会保障因素以及其他相关生物学基础等相关因素的综合作用有关。 　　该研究受中国科学院国际合作研究计划(153111KYSB20190004)和中国科学院心理健康重点实验室支持。 　　研究结果已发表于Progress in Neuropsychopharmacology&Biological Psychiatry。 　　论文信息： 　　Xia,L.,Wang,D.,Zhou,H.,Tian,Y.,Dai,Q.,Xiu,M.,Chen,D.,Wang,L.,Zhang,X.Sex differences in P50 inhibition defects with psychopathology and cognition in patients with first-episode schizophrenia.Progress in Neuropsychopharmacology&Biological Psychiatry.DOI:10.1016/j.pnpbp.2021.110380 查看详细>>