█ 神经科学
仅仅是想到一个地点，也将激活大脑认知地图
新的衰老图谱揭示线虫细胞和组织的衰老机制
丘脑-皮质连接对功能性大脑网络的形成至关重要
编码熟悉面孔和物体价值的共同神经机制
灵长类初级视觉皮层中的工作记忆内容编码
首个全脑规模数字孪生脑平台
Cux2蛋白：大脑折叠的关键调控因子
食欲素神经元通过追踪血糖变化速度来调节大脑活动
衰老过程中大鼠前额叶皮层和海马亚区的SR水平下降
大脑中的髓鞘形成可能导致阿片类药物成瘾
果蝇神经网络如何将简单指令转化为复杂行为
不同类型神经元对电刺激反应具有独特模式
人类颅脑系统的复杂空间关系
多巴胺对强化学习有何贡献？
大脑如何控制社交凝视？
偏执的神经机制
大脑如何处理持续性疼痛和愉悦的情感信息
█ 认知科学
为何睡眠不足会损伤记忆力？
胚胎和类器官模型不会威胁人格定义
虚拟现实技术有效缓解长期隔离环境中的感官剥夺
决策速度揭示隐藏的社会偏好
SAGE测试显著提高初级保健中新认知障碍的早期诊断率
大脑中的时间细胞是复杂学习的关键
拉丁美洲健康老龄化模型需因地制宜
个性化干预策略助力克服拖延症
苦乐参半、喜怒交加……混合情感确实存在
无生命物体上的脸部空想也存在快乐脸优势
镜像痛苦联觉者：感受他人的痛苦会增强慷慨行为
大象和人一样有彼此的名字
追溯兔子的路径：大脑对连续闪光的简化
新生儿或比想象中更早具备意识
脑力训练游戏或许对心理健康有益
婴儿利用“无助”期学习基础模型，类似生成式AI
儿童的认知控制训练，不会改变大脑或行为
人们并未充分利用视觉工作记忆
教科书关于味觉的知识大部分都是错的
挑战传统观点，女性在月经期间思维敏捷性更好
脑电波相位影响言语感知
虚拟现实中的镊子形仿生手提升运动任务表现
人脑对深度伪造声音和真实声音反应不同
█ 大脑健康
全新技术管道实现完整人脑半球的高分辨率成像
基于AI辅助匹配抗抑郁药物的网站，帮助患者更快找到有效治疗方案
小合成肽PHDP5有效逆转阿尔茨海默病小鼠的认知衰退
NG2胶质细胞保护大脑免受朊病毒引起的神经毒性
生酮饮食通过调节突触蛋白质组改善老年小鼠记忆
新阿尔茨海默病药物Leqembi存在潜在致命副作用
声音刺激有望改善痴呆症患者的睡眠质量
AI诊断工具通过眼动模式区分痴呆类型
AI助力抑郁症分类为六种生物亚型
高脂饮食可能引发焦虑
脑拓扑弹性指标揭示衰老与血管风险对认知的影响
大脑神经兴奋与抑制的平衡有助于认知能力提升
调节电刺激时间模式助力脑损伤恢复
跨组学分析揭示阿尔茨海默病的分子异质性
不健康饮食或致大脑化学失衡，影响心理健康
新研究重新定义抗抑郁药的作用机制
胚胎期大脑过度生长决定孤独症严重程度
五分钟测试显著提升痴呆症诊治水平
多吃水果可以降低患抑郁症的风险
眼动追踪技术帮助更早更准确地诊断孤独症
抗抑郁药可能有助于将其他药物输送到大脑中
AI通过语音情感表达变化检测路易体痴呆症
█ 神经技术
智能水凝胶注射颅内液体中可监测多种生理变化
轻量显微镜实现老鼠大脑活动全景捕捉
新型脑启发AI模型实现实时学习
fMRI扫描过程，新方法可以消除因警觉性改变带来的结果扭曲
DART.2技术实现药物精准递送
新型全息声学技术实现非侵入性大脑精准调节
小样本也能实现神经影像学的预测功能
基因疗法首次实现双耳治疗，恢复先天性耳聋儿童听力与语言能力
多线正交扫描共焦显微镜实现神经回路高分辨率成像
超声波提供了进行深部脑刺激的新方法
多线正交扫描共焦显微镜实现神经回路高分辨率成像
超声波提供了进行深部脑刺激的新方法
新型AI工具nuclei.io显著提高病理学诊断效率和准确性
新型眼动追踪控制的VR系统提升幼儿MRI扫描质量
聚焦超声实现双向脑机接口
智能手表助力帕金森病进展监测
功能磁共振成像可以提前九年预测痴呆症
舌尖触控板让瘫痪患者也能轻松操作电脑
AI技术显著提高罕见癫痫发作的检测准确性
新的深部脑刺激算法可能有助于个性化帕金森病治疗
结合基因活性和组织定位来解码疾病机制
人工智能工具提前识别儿童大脑神经发育迟缓
可穿戴脑成像提供儿童大脑发育的精确图像
脑对脑耦合，增强脑机接口性能
*如需定位对应内容，请使用微信的检索功能
（点击右上方三点，找到查找页面内容按钮）
神经科学
仅仅是想到一个地点，也将激活大脑认知地图
麻省理工学院的研究团队发现，当我们思考一个地点或经历的顺序时，大脑中的认知地图会被激活。这些地图通常存储在海马体和内嗅皮层中。研究由麻省理工学院的Mehrdad Jazayeri教授和麦戈文脑研究所的Sujaya Neupane领导。
研究人员通过训练动物使用操纵杆在一系列图片之间导航，发现即使在没有实际图像输入的情况下，动物们在思考这些图片序列时，内嗅皮层中仍会激活认知地图。这表明认知地图不仅在实际导航时发挥作用，在纯粹的思维过程中也会被激活。此外，神经元显示出与标记时间结构相匹配的周期性和递增性特征，这表明存在连续吸引子网络。研究团队还建立了一个包含赫布式学习机制的模型，解释系统如何内在地回忆标记，并发现内在标记会暂时减慢路径整合，重置动态性，从而减少变异性。研究发表在Nature上。
神经科学 认知地图 内嗅皮层 连续吸引子网络 赫布式学习机制
阅读论文：
Neupane, Sujaya, et al. “Mental Navigation in the Primate Entorhinal Cortex.” Nature, June 2024, pp. 1–8. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41586-024-07557-z.
新的衰老图谱揭示线虫细胞和组织的衰老机制
衰老影响了身体的所有组织，从肌肉到皮肤。了解单个组织和细胞如何衰老可以帮助研究人员更好地理解衰老过程，并开发抗衰老治疗方法。该研究由HHMI的Janelia研究园区、贝勒医学院和克里顿大学医学院的研究团队共同完成。
为了深入研究衰老，研究团队对成年线虫在衰老过程中不同时间点的每个细胞进行了基因表达分析，并对长寿命菌株进行了同样的分析。结果被编译成一个完整的线虫衰老转录组细胞图谱，并开放给其他科学家使用。该图谱展示了线虫所有细胞中的基因表达情况及其随时间的变化。通过这一工具，研究团队开发了组织特异性“衰老时钟”（aging clocks），预测模型用于辨别不同组织的独特衰老特征，并更好地理解了长寿命线虫菌株中的抗衰老机制。
研究还建立了第一个生殖细胞命运轨迹图，跟踪生殖细胞的发展，揭示了细胞组成和基因表达的年龄相关变化。此外，研究人员观察了全线虫衰老过程中多聚腺苷酸化（polyadenylation）的变化，发现这种基因调控和蛋白质多样化的关键机制在不同细胞类型中的年龄相关变化，暗示了这种机制与衰老之间的未知联系。研究发表在Cell上。
神经科学 衰老 基因表达 多聚腺苷酸化
阅读论文：
Gao, Shihong Max, et al. “Aging Atlas Reveals Cell-Type-Specific Effects of pro-Longevity Strategies.” Nature Aging, May 2024, pp. 1–16. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s43587-024-00631-1.
丘脑-皮质连接对功能性大脑网络的形成至关重要
由基础科学研究所（IBS）领导的国际科学家团队近期发表的研究揭示了从婴儿期到成年期丘脑-皮质连接的发育变化，并分析了其对大脑功能网络的影响。
研究通过高级神经影像技术、转录组分析和计算模型，对婴儿至成年各年龄段的丘脑-皮质连接进行了详细的图谱绘制。结果显示，婴儿期的丘脑-皮质连接反映了早期的感觉运动网络分化和基因表达模式。而随着儿童成长，这种连接逐渐转向与突显网络（salience network）建立联系，并在外部（例如感觉运动、视觉、背侧注意网络）和内部（默认模式网络）功能皮质系统之间形成区分。
研究表明，丘脑不仅是感觉信息的中继站，还在高级认知功能中发挥重要作用。通过计算模拟，研究证实了丘脑连接在发育成熟大脑的功能分隔和感觉-联想轴（sensory-association axis）中的重要性，特别是在12-18岁期间。研究指出，丘脑在功能性大脑网络的形成和专业化过程中起到了至关重要的作用，这为理解孤独症、精神分裂症等神经发育障碍提供了新的视角和研究方向。
未来，研究团队计划进一步研究孤独症儿童的丘脑-皮质连接变化，以及这些变化与临床症状和认知功能的关系。他们还计划将研究扩展到其他皮下结构，如纹状体和小脑，以获得更全面的脑区相互作用和发育理解。研究发表在 Nature Neuroscience 上。
神经科学 丘脑-皮质连接 功能网络 大脑发育 神经影像技术
阅读论文：
Park, Shinwon, et al. “A Shifting Role of Thalamocortical Connectivity in the Emergence of Cortical Functional Organization.” Nature Neuroscience, June 2024, pp. 1–11. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41593-024-01679-3.
编码熟悉面孔和物体价值的共同神经机制
筑波大学的研究团队通过研究发现，人们在日常生活中对熟悉面孔的识别依赖于大脑深处的纹状体尾部（striatum tail）。研究团队向猴子展示了熟悉和陌生面孔的图像，并记录了纹状体尾部的神经活动。结果显示，纹状体尾部对熟悉面孔的反应强烈，而对陌生面孔的反应较弱。纹状体尾部中的神经元不仅对熟悉面孔有强烈反应，还编码了长期物体价值（stable object value）。研究发现，社会熟悉感和物体价值编码的强度呈正相关，表明这两种信息可能由共同的神经机制介导。这一机制有助于儿童和宠物快速识别熟悉个体，从而在日常生活中获得熟悉感。这些发现有助于理解大脑如何形成和维持社会关系，并对治疗基底神经节损伤引起的疾病（如帕金森病）有重要意义。研究发表在 iScience 上。
神经科学 社会熟悉感 尾状核 物体价值 大脑机制
阅读论文：
Kunimatsu, Jun, et al. “Neuronal Response of the Primate Striatum Tail to Face of Socially Familiar Persons.” iScience, vol. 27, no. 6, June 2024. www.cell.com, https://doi.org/10.1016/j.isci.2024.110043.
灵长类初级视觉皮层中的工作记忆内容编码
主观意识的探索是神经科学的重要课题，特别是在没有外部视觉刺激的情况下，视觉工作记忆（VWM）的表现更为引人注目。为此，研究团队训练了两只猴子完成延迟匹配样本任务（DMTS），以探索初级视觉皮层（V1）在工作记忆中的作用。
在实验中，猴子通过观察并记忆不同方向的条纹图案，然后判断后续出现的图案是否与之前的相同。研究人员记录了猴子在任务过程中V1神经元的细胞外活动。结果显示，在记忆延迟期，V1神经元展现出与记忆内容相关的独特放电模式。具体来说，在记忆延迟期（刺激出现后700至1700毫秒），V1神经元在不同记忆内容之间的放电率存在显著差异，这种差异在错误反应和固定任务中不明显。进一步实验表明，这种记忆相关的神经表示能够抵抗干扰刺激，并且与感知外部视觉刺激的神经表示不同。
此外，V1的神经元对不同的记忆内容表现出动态的编码策略，这种编码与视觉输入编码存在显著差异。通过跨时间验证分析，研究发现记忆内容在延迟期的编码准确性显著高于刺激期，表明V1在不同记忆内容的表示上有独特的动态变化。这些发现揭示了V1在工作记忆内容表示中的关键作用，并提供了新的理解大脑如何处理和保持视觉记忆的信息。研究发表在 Science Advances 上。
神经科学 工作记忆 初级视觉皮层 神经编码 视觉记忆
阅读论文：
Huang, Jiancao, et al. “Neuronal Representation of Visual Working Memory Content in the Primate Primary Visual Cortex.” Science Advances, vol. 10, no. 24, June 2024, p. eadk3953. science.org (Atypon), https://doi.org/10.1126/sciadv.adk3953.
首个全脑规模数字孪生脑平台
复旦大学冯建峰教授团队近日发布了全球首个基于数据同化方法开发的数字孪生脑（Digital Twin Brain：DTB）平台。该平台具备860亿神经元、百万亿突触，是国际上首个全人脑尺度的大脑模拟平台。
冯建峰教授的研究团队发现，数字孪生脑在规模和结构上越接近人类大脑，模拟出的数据与生物脑活动的实验记录在静息状态和任务状态下的相似度越高，并逐渐展现出类似于人脑的临界现象与认知功能。这一成果发表在 National Science Review 上。
神经科学 复旦大学 数字孪生脑 大脑模拟 人工智能
阅读论文：
Lu, Wenlian, et al. “Imitating and Exploring the Human Brain’s Resting and Task-Performing States via Brain Computing: Scaling and Architecture.” National Science Review, vol. 11, no. 5, May 2024, p. nwae080. Silverchair, https://doi.org/10.1093/nsr/nwae080.
Cux2蛋白：大脑折叠的关键调控因子
由西班牙国家研究委员会和米格尔·赫尔南德斯大学联合中心的维克多·博雷尔博士与英国贝尔法斯特女王大学的维杰·K·蒂瓦里博士共同领导的研究团队，探索了影响大脑皮层折叠的遗传和表观遗传因素。
研究团队首先绘制了胚胎大脑皮层的遗传图谱，确定了未来脑回和脑沟的位置。随后，他们深入研究了大脑皮层细胞的表观遗传景观，特别关注H3K27ac标记的存在与基因表达之间的关系。结果显示，H3K27ac标记与基因表达并不总是一致，表明神经系统的复杂性。进一步的实验表明，Cux2蛋白是大脑折叠的重要调控因子。通过将编码Cux2蛋白的DNA引入小鼠和雪貂胚胎大脑，研究人员发现Cux2能够显著改变大脑的折叠模式。单细胞测序分析显示，Cux2蛋白影响了特定类型径向胶质细胞的数量和种类，这些变化直接影响了脑回和脑沟的形成。研究发表在 Science Advances 上。
神经科学 大脑折叠 表观遗传 Cux2 神经发育
阅读论文：
Lee, Soo Ahn, et al. “Brain Representations of Affective Valence and Intensity in Sustained Pleasure and Pain.” Proceedings of the National Academy of Sciences, vol. 121, no. 25, June 2024, p. e2310433121. world, www.pnas.org, https://doi.org/10.1073/pnas.2310433121.
食欲素神经元通过追踪血糖变化速度来调节大脑活动
苏黎世联邦理工学院Burdakov教授研究团队最近发表了一项研究，探讨了食欲素（orexin）神经元在追踪血糖水平变化中的潜在作用。研究人员通过在行为正常的雄性小鼠中同时记录下丘脑素/食欲素神经元（HONs）和血糖，发现HONs的最大反应在葡萄糖峰值的数分钟前出现，表明这些神经元能够通过导数追踪（derivative tracking）来感知血糖的变化速率。具体而言，研究团队在小鼠的动脉中植入微小的电化学葡萄糖传感器，并使用极薄的玻璃管插入小鼠大脑，观察食欲素神经元的实时活动。
结果显示，食欲素细胞在血糖波动的上升和下降期间的活动变化最大，尤其是追踪这些波动的变化速率，而不是绝对的血糖水平。分析了超过900个个体HONs后，发现大多数HONs（98%）能够追踪葡萄糖，导数追踪和比例追踪并行工作。此外，65%的HONs同时处理葡萄糖和运动信息。研究发表在 Nature Neuroscience 上。
神经科学 食欲素神经元 血糖感知 变化速率 导数追踪
阅读论文：
Viskaitis, Paulius, et al. “Orexin Neurons Track Temporal Features of Blood Glucose in Behaving Mice.” Nature Neuroscience, May 2024, pp. 1–10. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41593-024-01648-w.
衰老过程中大鼠前额叶皮层和海马亚区的SR水平下降
随着年龄增长，N-甲基-D-天冬氨酸（NMDA）受体功能下降，这对于突触可塑性、学习和记忆产生不利影响。为了研究这种现象背后的机制，印第安纳大学医学院、北佛罗里达/南乔治亚退伍军人健康系统和佛罗里达大学的研究团队展开了此次研究。
研究团队采用雄性和雌性Fischer-344大鼠作为实验对象，比较了不同年龄段大鼠在中内侧前额叶皮层（mPFC）和海马亚区（CA1、CA3和齿状回）中丝氨酸消旋酶（SR）表达水平的变化。SR是一种将L-丝氨酸转化为D-丝氨酸的酶，后者是NMDA受体的共同激动剂，能够影响突触可塑性和记忆过程。
研究结果显示，与年轻大鼠相比，老年大鼠的mPFC和所有海马亚区的SR表达水平显著降低，提示SR水平的下降可能在年龄相关的NMDA受体功能下降中起到重要作用。这种变化在雄性和雌性大鼠之间没有显著差异，表明性别并不是影响SR表达水平的关键因素。研究发表在Aging期刊上。
神经科学 大脑健康 NMDA受体 突触可塑性 衰老
阅读论文：
Bean, Linda, et al. “Serine Racemase Expression Profile in the Prefrontal Cortex and Hippocampal Subregions during Aging in Male and Female Rats.” Aging, vol. 16, no. 10, May 2024, pp. 8402–16. www.aging-us.com, https://doi.org/10.18632/aging.205841.
大脑中的髓鞘形成可能导致阿片类药物成瘾
斯坦福大学医学中心的研究团队在Michelle Monje博士的带领下，研究了适应性髓鞘形成在药物成瘾中的作用。该团队之前的研究主要集中在神经可塑性和髓鞘形成对学习和记忆的影响上，但本次研究揭示了髓鞘形成在药物成瘾中的关键作用。
研究人员通过在小鼠身上进行实验，发现适应性髓鞘形成不仅对学习和记忆至关重要，还可能推动药物成瘾。具体而言，他们发现单次使用吗啡就足以触发髓鞘的生成步骤，使小鼠更倾向于寻找更多药物。实验中，通过光遗传技术刺激多巴胺能神经元，研究人员观察到少突胶质细胞在腹侧被盖区增殖。这一过程仅在该区域发生，而不影响内侧前脑束（medial forebrain bundle）或伏隔核（nucleus accumbens）。进一步实验显示，基因阻断少突胶质细胞生成会削弱多巴胺释放，并抑制对吗啡的行为条件反射。这些发现表明，适应性髓鞘形成在多巴胺能回路和奖赏学习中发挥了关键作用，是阿片类药物奖赏所必需的重要回路修饰。研究发表在 Nature 上。
神经科学 髓鞘形成 药物成瘾 多巴胺回路 光遗传技术
阅读论文：
Yalçın, Belgin, et al. “Myelin Plasticity in the Ventral Tegmental Area Is Required for Opioid Reward.” Nature, June 2024, pp. 1–9. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41586-024-07525-7.
果蝇神经网络如何将简单指令转化为复杂行为
理解大脑信号如何转化为协调的动作是神经科学中的一个基本问题。EPFL的Pavan Ramdya领导的团队，通过研究果蝇的神经系统，发现了下行神经元（DNs）如何协调复杂行为。研究由Jonas Braun和Femke Hurtak领导。
研究人员使用光遗传学技术，通过光来控制果蝇中的特定指令型下行神经元。他们集中研究了驱动前进行走、触须清洁和后退行走的三种下行神经元类型。通过记录这些激活过程中大脑中其他下行神经元的活动，观察到初始信号如何招募其他神经元。团队还分析了果蝇大脑的连接组图，描述神经元之间突触连接的图谱。结果显示，指令型下行神经元并非孤立行动，而是通过直接兴奋性连接与其他下行神经元形成网络，共同工作以产生复杂行为。实验还在无头果蝇上进行，以分离这些网络的作用，发现某些行为（如后退行走）即使在没有网络的情况下也能执行，而更复杂的行为（如前进行走和清洁）则需要完整的下行神经元网络。研究发表在 Nature 上。
神经科学 下行神经元 果蝇 复杂行为 大脑信号
阅读论文：
Braun, Jonas, et al. “Descending Networks Transform Command Signals into Population Motor Control.” Nature, June 2024, pp. 1–9. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41586-024-07523-9.
不同类型神经元对电刺激反应具有独特模式
艾伦研究所脑与意识组与西达赛奈的科学家合作进行了一项研究，揭示了不同类型神经元对电刺激（ES）反应的独特模式。研究团队由Soo Yeun Lee领导。
研究团队利用来自小鼠和人类的组织样本，在个别神经元附近施加振荡的电刺激波，观察其对电刺激的反应。他们发现，兴奋性锥体神经元在慢速和快速刺激频率下均能同步放电，而抑制性神经元则主要对快速频率产生反应。研究显示，这种尖峰-电场同步现象是由于非特异性膜极化和细胞类型特异性的兴奋性特性所致。这些特性在不同皮层区域和物种（小鼠和人类）的细胞中均存在。
这些发现表明，通过调整刺激频率，可以选择性地靶向不同类型的神经元。例如，表达小清蛋白（parvalbumin）的抑制性神经元在癫痫和认知功能障碍中起重要作用。此外，这项研究还揭示了神经元的一种普遍功能规律，即无论细胞类型、皮层区域或物种，神经元都能够与外部电场同步。这一发现为治疗复杂的脑部疾病提供了新的思路。研究发表在Neuron上。
神经科学 电刺激 神经元同步 癫痫 认知功能障碍
Lee, Soo Yeun, et al. “Cell Class-Specific Electric Field Entrainment of Neural Activity.” bioRxiv: The Preprint Server for Biology, Mar. 2024, p. 2023.02.14.528526. PubMed, https://doi.org/10.1016/j.neuron.2024.05.009
人类颅脑系统的复杂空间关系
来自CENIEH古人类演化研究中心的Emiliano Bruner和Tim Schuurman领导的研究团队，利用网络分析方法探索了人类大脑与颅骨之间的空间关系。这一方法在解剖学中的应用相对较新，主要用于阐明颅骨和大脑如何相互塑造。
研究团队通过分析人类颅脑的拓扑模型，揭示了颅骨和大脑关键元素之间的复杂空间关系。研究发现，在颅骨元素中，蝶骨（sphenoid bone）具有最复杂的平衡，而在大脑元素中，海马旁回表现出最复杂的空间关系。筛骨（ethmoid bones）作为面部的关键元素，和扣带回作为大脑前后区域的桥梁，显示了其重要性。顶骨（parietal bone）则受多个大脑皮层元素的影响。
网络分析结果显示，颅脑系统具有高水平的整体整合和生物力学力的有效扩散，展示了形态变异的可塑性。社区检测结果表明，颅脑系统存在纵向和垂直模块分区，分别反映了不同的形态发生环境。此研究为理解人类大脑形态的进化提供了新的视角和方法，揭示了空间约束在形态变异中的作用。研究发表在Journal of Anatomy上。
神经科学 颅脑系统 空间关系 网络分析 形态变异
阅读论文：
Schuurman, Tim, and Emiliano Bruner. “An Inclusive Anatomical Network Analysis of Human Craniocerebral Topology.” Journal of Anatomy, vol. n/a, no. n/a. Wiley Online Library, https://doi.org/10.1111/joa.14068. Accessed 4 June 2024.
多巴胺对强化学习有何贡献？
多巴胺被认为是与快乐和奖励相关的重要神经递质。然而，关于多巴胺在学习过程中的具体作用一直存在争议。加利福尼亚大学洛杉矶分校、悉尼大学和新泽西州立大学的研究团队进行的研究发现，多巴胺能神经元并不代表不同刺激所赋予的价值，而是有助于在刺激和奖励（或其他中性刺激）之间形成新的心理关联，这有助于我们形成对周围环境的认知地图。
研究人员使用了一种称为从巴甫洛夫条件反射到工具性条件反射的转移程序，通过一系列实验让大鼠学习听觉线索（如点击声和白噪声）分别导致两个结果（如多巴胺刺激和食物颗粒），并通过按两个杠杆分别获得这两个结果。实验中，20Hz的多巴胺神经元刺激接近生理性预测误差，但并不能支持大鼠的脑内自我刺激（ICSS），且不会赋予线索一般或具体的价值。而50Hz的高频多巴胺神经元刺激则足以驱动强烈的ICSS，并被表现为一种特定的奖励以激励行为。这表明高频多巴胺刺激可以作为一种奖励驱动行为，而生理性频率的多巴胺刺激则不具备这种功能。研究发表在 Nature Neuroscience 上。
神经科学 多巴胺 奖励学习 行为激励 脑内自我刺激
阅读论文：
Millard, Samuel J., et al. “Cognitive Representations of Intracranial Self-Stimulation of Midbrain Dopamine Neurons Depend on Stimulation Frequency.” Nature Neuroscience, May 2024, pp. 1–7. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41593-024-01643-1.
大脑如何控制社交凝视？
耶鲁大学的研究团队发现了两处大脑区域对社交凝视行为的影响，这一发现有助于改善孤独症患者的社交行为。此次研究由耶鲁大学心理学和神经科学副教授Steve Chang及其团队进行。
研究人员将两只猕猴配对，并用红外摄像头跟踪它们的眼睛位置。当一只猴子看向另一只猴子的眼睛时，其大脑中的一个区域会接收到微小的实时刺激。研究发现，当刺激大脑中的眶额皮质区域时，猴子的目光更集中在伙伴的眼睛上，持续数秒，并且在目光接触之间的时间更短。此外，刺激该区域还减少了猴子回应伙伴目光的时间。而在非社交互动（例如注视移动点）时，这些效应并未出现。
刺激前额叶皮质的其他两个区域（背内侧前额叶皮层和前扣带回）未产生同样的效果。然而，刺激背内侧前额叶皮层在更长时间内改变了两只猴子的凝视互动，使得猴子之间的领导-跟随模式增强。这表明，这两个大脑区域对瞬时和长期社交凝视互动都具有重要贡献。研究发表在Neuron杂志上。
神经科学 社交行为 前额叶皮质 猕猴 闭环微刺激
阅读论文：
Fan, Siqi, et al. “Closed-Loop Microstimulations of the Orbitofrontal Cortex during Real-Life Gaze Interaction Enhance Dynamic Social Attention.” Neuron, vol. 0, no. 0, May 2024. www.cell.com, https://doi.org/10.1016/j.neuron.2024.05.004.
偏执的神经机制
耶鲁大学的研究团队最近揭示了大脑特定区域如何引发偏执感。团队采用跨物种对比的方法，将猴子和人类的数据结合，提出了一种新的框架来理解人类认知。这项研究由心理学与神经科学副教授Steve Chang和耶鲁医学院精神病学副教授Philip Corlett共同领导。
研究分析了猴子和人类在完成同一任务时的数据，该任务设计用来捕捉参与者对环境不稳定性的感知。参与者需要在不同概率的选项中选择以获得奖励，并在奖励概率改变后调整选择。研究发现，前额叶皮层（OFC）受损的猴子即使未获得奖励也坚持选择同一选项，而内侧背侧丘脑（MD）受损的猴子即使获得奖励后也频繁切换选择，表现出对环境更高的感知不稳定性。与人类高偏执参与者的表现相似，MD受损的猴子显示出更高的行为不稳定性。这些发现揭示了人类大脑在偏执状态下的变化，特别是MD在其中的作用，并为通过研究简单动物来理解复杂人类行为提供了新的途径。研究发表在Cell Reports 上。
神经科学 偏执 大脑研究 内侧背侧丘脑 前额叶皮层
阅读论文：
Suthaharan, Praveen, et al. “Lesions to the Mediodorsal Thalamus, but Not Orbitofrontal Cortex, Enhance Volatility Beliefs Linked to Paranoia.” Cell Reports, vol. 43, no. 6, June 2024. www.cell.com, https://doi.org/10.1016/j.celrep.2024.114355.
大脑如何处理持续性疼痛和愉悦的情感信息
韩国基础科学研究所神经影像研究中心的Lee Soo Ahn和Woo Choong-Wan领导的研究团队，与首尔国立大学的Choi Myunghwan和达特茅斯学院的Tor D. Wager合作，揭示了大脑如何处理持续性疼痛和愉悦的情感信息。
研究团队利用功能性磁共振成像（fMRI）记录了58名参与者在体验由辣椒素（capsaicin）和巧克力液体引发的持续性疼痛和愉悦时的大脑活动。参与者在实验中实时报告了愉悦和不愉悦的变化。通过机器学习技术，研究人员分析了大脑成像数据，发现了一组对持续性疼痛和愉悦都有反应的大脑区域。基于这些大脑活动模式，研究团队开发了两个预测模型，一个用于捕捉情感体验的强度（affective intensity），另一个用于捕捉愉悦或不愉悦的程度（affective valence）。研究结果表明，这些模型成功地预测了训练数据集中58名个体和独立测试数据集中61名新个体的情感强度和愉悦度信息。
重要的大脑区域包括：在情感强度预测中，腹侧前脑岛和左右侧杏仁核发挥了作用；在情感愉悦度预测中，左中核和右侧浅层杏仁核及腹内侧前额叶皮层发挥了作用。这些大脑活动模式与不同的功能性大脑网络相关联，情感强度信息与腹侧注意网络相关，而情感愉悦度信息则与边缘系统和默认模式网络相关。这些发现为理解疼痛和愉悦的交互作用及其背后的大脑机制提供了新的视角。研究发表在PNAS上。
神经科学 情感强度 情感愉悦度 大脑活动 功能性磁共振成像
阅读论文：
Lee, Soo Ahn, et al. “Brain Representations of Affective Valence and Intensity in Sustained Pleasure and Pain.” Proceedings of the National Academy of Sciences, vol. 121, no. 25, June 2024, p. e2310433121. world, www.pnas.org, https://doi.org/10.1073/pnas.2310433121.
认知科学
为何睡眠不足会损伤记忆力？
密歇根大学的研究团队最新研究发现，在睡眠不足时，一个与长期记忆有关的关键大脑信号——海马体的尖波涟漪，会被减弱，这有助于解释为什么睡眠不好会扰乱记忆形成，经过一夜糟糕的睡眠后，即使恢复正常睡眠，也不足以修复这一大脑信号。
第一项研究中，团队通过测量老鼠在睡眠中的脑活动，探索了海马体神经元的活动模式，尤其是锐波涟漪（SWRs）。他们发现这些神经元在休息和睡眠状态下会重现探索迷宫时的活动。利用贝叶斯学习法（Bayesian learning），团队首次能够追踪神经元对迷宫特定位置的响应，支持了神经元在睡眠中的再激活对于记忆形成的重要性。
第二项研究比较了睡眠和睡眠剥夺状态下神经元的再激活和重放（replay）模式。结果显示，睡眠剥夺状态下的锐波涟漪频率相似甚至更高，但其波幅和强度较低。此外，迷宫体验的再激活在睡眠剥夺状态下大幅减少，即使在恢复睡眠后也无法完全恢复。这表明睡眠剥夺对记忆的形成和更新有明显的负面影响。研究发表在 Nature 上。
认知科学 睡眠 记忆形成 神经元活动 锐波涟漪
阅读论文：
Maboudi, Kourosh, et al. “Retuning of Hippocampal Representations during Sleep.” Nature, vol. 629, no. 8012, May 2024, pp. 630–38. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41586-024-07397-x.
胚胎和类器官模型不会威胁人格定义
哈佛医学院和波士顿科学博物馆的生物伦理学家Insoo Hyun带领的研究团队，探讨了类器官和胚胎模型技术对人类个体性概念的影响。Insoo Hyun在文章中详细讨论了类器官和胚胎模型的科学进展及其潜在的伦理影响。他解释了“人格”和感知的哲学概念，指出尽管类器官和胚胎模型技术取得了显著进展，但我们距离开发出能够实现“人格”的技术还有很长的路要走。
要成为一个“人”，不仅需要做出理性决策和有意识行事的能力，还需要具备生物学和技术上的条件。对于用于研究的胚胎来说，它们成为人的潜力是不存在的。类器官虽然能够自我组装并执行许多人体器官的功能，但不可能自我组装成独立运行的、有意识的个体。目前的科学技术还远未达到实现感知的水平，感知通常在胎儿怀孕24周后产生。作者提到，类器官在被移植到活体动物模型中时可能涉及感知，例如斯坦福大学的研究人员将人类大脑类器官移植到大鼠中的研究。
作者总结说，如果我们保持对生物个体与人格、生物潜力与环境潜力以及感知与非感知生物个体之间基本区别的关注，新技术不太可能动摇我们对人类个体性的看法，反而可能通过提醒我们真正重要的是什么来加强我们的信念——即实际人的和有感知个体的福祉。研究发表在Cell上。
认知科学 类器官 胚胎模型 生物伦理学 人格定义
阅读论文：
Hyun, Insoo. “Dynamic Models of Human Development and Concepts of the Individual.” Cell, vol. 187, no. 13, June 2024, pp. 3220–23. www.cell.com, https://doi.org/10.1016/j.cell.2024.05.028.
虚拟现实技术有效缓解长期隔离环境中的感官剥夺
德州农工大学与NASA合作的研究团队，针对长期处于隔离环境中的人群，开发了一种利用虚拟现实技术重现日常视觉、嗅觉和听觉体验的方法。该研究旨在缓解长期感官剥夺对人类行为和认知功能的负面影响。
研究团队采用虚拟现实技术，通过模拟自然环境（例如海滩、森林和植物园）并加载相应的气味，使用户可以使用手持控制器沉浸在这些环境中，体验真实的感官享受。例如，当用户在虚拟植物园中经过一片花丛时，系统会释放玫瑰花的香味，提供真实的感官体验。研究对象主要是长期在海上工作的海军水手，他们在高压力和孤立的环境中工作，感官剥夺和压力带来的负面影响较为显著。研究团队与NASA的行为健康与绩效实验室合作，通过测量用户的认知表现（例如记忆力和反应时间）以及分析行为健康自报告问卷，评估该技术的效果。初步结果表明，虚拟现实系统能够有效缓解感官剥夺的负面影响，提高认知表现，特别是在记忆力和反应时间方面。
认知科学 虚拟现实 感官剥夺 认知功能 行为健康
决策速度揭示隐藏的社会偏好
德国汉堡大学的Sophie Bavard领导的研究团队发现，人们可以通过观察他人做出决策的速度来推断隐藏的社会偏好。
在这项研究中，研究团队使用了“独裁者游戏”来探索反应时间和选择在学习和推断他人社会偏好中的作用。参与者在实验中观察他人的行为，看到他们的选择、反应时间、两者兼有或没有信息。结果表明，即使参与者仅接收反应时间信息，他们也能推断出他人的偏好。
通过行为分析和计算建模，研究显示反应时间能够预测社会偏好。快速反应通常表示强烈偏好，而慢速反应则表明犹豫或不确定。这一发现挑战了传统观点，即只有选择信息可以用来理解他人的社会偏好。相反，将反应时间纳入到预测模型中，可以更准确地预测人类行为，因为反应时间提供了一个连续的度量，揭示了偏好的强度。研究发表在 PLOS Biology 上。
认知科学 反应时间 社会偏好 观察学习 强化学习
阅读论文：
Bavard, Sophie, et al. “Humans Can Infer Social Preferences from Decision Speed Alone.” PLOS Biology, vol. 22, no. 6, June 2024, p. e3002686. PLoS Journals, https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3002686.
SAGE测试显著提高初级保健中新认知障碍的早期诊断率
俄亥俄州立大学韦克斯纳医学中心和医学院的研究人员在道格拉斯·沙尔博士的带领下，研究了一种名为SAGE的自我管理认知评估工具。此项研究背景是初级保健中时间有限且难以进行准确认知评估的困境。
研究招募了300名65至89岁之间未被诊断出认知障碍的患者，分别在两个初级保健办公室进行常规就诊。一组对100名患者进行了SAGE测试，另一组未使用SAGE。结果显示，使用SAGE测试的患者中新认知障碍的检测率为9%，未使用SAGE的患者检测率仅为1.5%。对于认知受损的SAGE评分者，其检测率接近四倍。具有受损SAGE评分和知情者关注的患者被记录为新认知障碍的可能性是15倍。这表明SAGE测试不仅易于融入初级保健就诊，还显著提高了新认知障碍的识别率，促使新的诊断、治疗或管理改变。研究结果发表在Frontiers in Medicine杂志上。
认知科学 SAGE测试 早期诊断 初级保健 认知障碍
阅读论文：
Scharre, Douglas W., et al. “Self-Administered Gerocognitive Examination (SAGE) Aids Early Detection of Cognitive Impairment at Primary Care Provider Visits.” Frontiers in Medicine, vol. 11, June 2024. Frontiers, https://doi.org/10.3389/fmed.2024.1353104.
大脑中的时间细胞是复杂学习的关键
时间感知是理解、记忆和与世界互动的基础。犹他大学健康科学研究所的研究团队近期的研究探索了大脑如何处理时间信息，并发现了在小鼠大脑中起重要作用的“时间细胞”。
研究团队通过复杂的基于时间的学习任务和大脑成像技术，观察到小鼠学习过程中时间细胞的活动模式变化。实验设置要求小鼠通过区分不同时间的气味刺激模式来获得奖励。研究发现，初始时，小鼠的时间细胞对所有刺激模式的反应相同；随着学习的进行，小鼠逐渐发展出针对每种刺激模式的不同时间细胞活动模式。
在小鼠出错的试验中，时间细胞常以错误的顺序放电，表明正确的时间细胞活动顺序对于完成任务至关重要。此外，研究通过暂时抑制含有时间细胞的大脑区域，发现内侧内嗅周皮层（MEC）的活动对于从头学习复杂的时间相关任务是必要的，但并不影响小鼠感知和预期时间的能力。研究成果发表在Nature Neuroscience期刊上。
认知科学 时间细胞 内侧嗅周皮层 时间感知 神经科学
阅读论文：
Bigus, Erin R., et al. “Medial Entorhinal Cortex Mediates Learning of Context-Dependent Interval Timing Behavior.” Nature Neuroscience, June 2024, pp. 1–12. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41593-024-01683-7.
拉丁美洲健康老龄化模型需因地制宜
一项由爱尔兰都柏林三一学院、智利阿道夫伊瓦涅斯大学和哥伦比亚哈维里亚纳宗座大学等机构联合进行的研究发现，目前基于高收入国家数据的大脑健康模型无法适用于拉丁美洲多样化的人群。
研究采用了元分析方法，分析了来自146,000名参与者的数据。结果表明，当前的健康老龄化模型未能考虑到拉丁美洲独特的社会经济和遗传背景。具体而言，拉丁美洲面临遗传混合（genetic admixture，影响基因变异和疾病风险）、童年不利经历、社会经济不平等以及健康差异等挑战。物理和社会环境对大脑健康的影响显著，与高收入国家观察到的模式不同。
元分析最终纳入了38项研究，其中28项评估了认知能力，10项评估了功能能力。结果显示，认知和功能能力的影响显著但存在异质性。研究发现，特定风险因素对功能能力的影响有限，人口统计学和心理健康有中等影响，而健康状况和社会决定因素的影响则较小。研究发表在 Nature Aging 上。
认知科学 健康老龄化 社会经济因素 机器学习 数据驱动
阅读论文：
Ibanez, Agustin, et al. “Healthy Aging Meta-Analyses and Scoping Review of Risk Factors across Latin America Reveal Large Heterogeneity and Weak Predictive Models.” Nature Aging, June 2024, pp. 1–13. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s43587-024-00648-6.
个性化干预策略助力克服拖延症
拖延症是一种常见且有害的行为，涉及任务的故意推迟，并与多种心理健康问题相关。马克斯·普朗克生物控制论研究所的计算神经科学家Sahiti Chebolu领导的研究团队，使用数学框架探讨拖延症的不同类型和成因。
研究团队通过分析纽约大学学生完成实验任务的数据，发现了多种拖延行为模式，包括立即完成任务、均匀分布任务和拖延至最后一刻。研究使用数学模型模拟这些行为，发现拖延不仅与大脑对即时奖励的偏好有关，还涉及对任务时间的不确定性和对自身能力的怀疑。研究还表明，不同拖延类型的原因多样，可能包括对任务所需时间的错误估计以及对潜在失败的恐惧。通过这些发现，研究团队提出了针对不同拖延类型的个性化干预策略，如通过短期奖励来克服对即时满足的偏好，或设定时间限制来应对对任务时间的误判。研究发表在Proceedings of the Annual Meeting of the Cognitive Science Society 上。
认知科学 拖延症 时间管理 心理健康 数学模型
阅读论文：
Chebolu, Sahiti, and Peter Dayan. “Optimal and Sub-Optimal Temporal Decisions Can Explain Procrastination in a Real-World Task.” Proceedings of the Annual Meeting of the Cognitive Science Society, vol. 46, no. 0, 2024. escholarship.org, https://escholarship.org/uc/item/2mg517js.
苦乐参半、喜怒交加……混合情感确实存在
南加州大学多恩斯比文理学院的神经科学家们最近发表了一项研究，探讨了大脑在体验混合情感时的神经活动。该研究由Jonas Kaplan和Anthony Vaccaro领导。
研究人员使用功能性磁共振成像（fMRI）扫描了27名受试者，这些受试者在观看TAIKO工作室制作的动画短片一步之遥时体验到了“苦乐参半”的混合情感。受试者随后标记了他们何时体验到正面、负面和混合情感。通过隐马尔可夫模型，研究人员发现大脑的不同区域能够预测这些情感状态的开始。这表明混合情感具有独特且一致的神经特征。特别是，杏仁核和伏隔核在混合情感状态下显示出独特的神经活动，而岛叶对于单一情感状态具有独特且一致的神经特征，但对混合情感状态则没有。前扣带回和腹内侧前额叶皮层对单一和混合情感状态均具有一致的神经特征。这项研究首次证明，通过自然刺激诱发的情感变化可以通过fMRI预测，并首次显示了混合情感的神经一致性。研究发表在Cerebral Cortex上。
认知科学 混合情感 神经活动 功能性磁共振成像 情感研究
阅读论文：
Vaccaro, Anthony G., et al. “Neural Patterns Associated with Mixed Valence Feelings Differ in Consistency and Predictability throughout the Brain.” Cerebral Cortex, vol. 34, no. 4, Apr. 2024, p. bhae122, https://doi.org/10.1093/cercor/bhae122.
无生命物体上的脸部空想也存在快乐脸优势
昆士兰科技大学的研究团队，主要由QUT心理学与咨询学院的Ottmar Lipp教授领导，研究了人类大脑如何对无生命物体上的脸部空想（face pareidolia）赋予与人脸相同的偏见。“脸部空想”，即人们在无生命物体上看到脸的错觉，例如树干或烤面包上的脸。然后，他们探讨了“快乐脸优势”（happy face advantage），即人们更快、更准确地识别快乐表情，而不是愤怒或悲伤表情。先前的研究表明，这种优势在女性脸上比男性脸上更明显。
为了测试这种优势是否仅存在于人脸上，研究人员进行了实验，参与者需识别无生命物体上的脸部空想的表情。近100名参与者被展示了许多脸部空想的例子，并测量了他们识别快乐或愤怒表情的速度和准确性。结果显示，对于被评为女性特征的脸部空想，存在显著的快乐脸优势；而对于被评为男性特征的脸部空想，则存在显著的愤怒脸优势。这表明，脸部空想与人脸一样，触发了相同的社会认知处理机制。这些发现意味着，无生命物体上的脸部空想也能引发与人脸相同的行为偏差，这有助于减少偏见，促进积极和富有成效的互动。研究发表在Emotion上。
认知科学 脸部空想 快乐脸优势 社会认知 偏见
阅读论文：
Lipp, Ottmar V., and Jessica Taubert. “The Face Pareidolia Illusion Drives a Happy Face Advantage That Is Dependent on Perceived Gender.” Emotion (Washington, D.C.), June 2024. PubMed, https://doi.org/10.1037/emo0001346.
镜像痛苦联觉者：感受他人的痛苦会增强慷慨行为
荷兰神经科学研究所的社会大脑实验室一直致力于探讨在涉及个人牺牲的情况下，为什么人们会选择帮助他人。Kalliopi Ioumpa和Selene Gallo在Christian Keysers和Valeria Gazzola的指导下，通过研究自称镜像疼痛联觉者（mirror-pain synaesthetes），探讨了高度共情与助人行为之间的关系。
研究团队设计了一项实验，让参与者相信他们与另一名参与者（实际上是演员）一起参与实验。演员在实验中被拍摄到手部受到疼痛刺激，参与者则可以通过捐赠金钱来减轻演员的痛苦。整个实验过程中，参与者在fMRI扫描仪中做出捐赠决定。研究发现，镜像疼痛联觉者在目睹他人痛苦时捐出更多金钱，其次级体感皮层活动显著增强。这一区域通常与身体感觉如触觉或疼痛有关。对照组参与者的捐赠与岛叶、次级体感皮层（SII）、颞顶联合区（TPJ）、颞上沟（pSTS）、杏仁核（amygdala）和前扣带回（MCC）的活动相关，而在手部条件下，初级体感皮层（SI）和中颞回（MTG）的活动与捐赠相关。研究表明，高度共情的个体在目睹他人痛苦时，其体感皮层活动增强，并表现出更强的助人行为。研究发表在Scientific Reports上。
认知科学 共情 体感皮层 助人行为 神经机制
阅读论文：
Ioumpa, Kalliopi, et al. “Neural Mechanisms of Costly Helping in the General Population and Mirror-Pain Synesthetes.” Scientific Reports, vol. 14, no. 1, May 2024, p. 11617. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41598-024-62422-3.
大象和人一样有彼此的名字
野生非洲大象之间用类似名字的叫声互相呼唤，这种能力在非人类动物中非常罕见。科罗拉多州立大学的研究人员与Save the Elephants和ElephantVoices合作，通过观察和机器学习技术，发现了大象的叫声中包含类似名字的成分。主要研究人员包括Michael Pardo和George Wittemyer。
研究人员通过在肯尼亚的Samburu国家保护区和Amboseli国家公园进行为期四年的研究，记录了约470个不同的叫声。这些叫声来自101只大象，并对应117个接收者。在研究中，研究人员播放了记录的叫声，观察到大象对呼叫自己名字的声音作出了积极回应，而对其他大象的叫声反应较少。这表明大象能够识别并回应特定的叫声。此外，研究发现大象在长距离交流或成年大象与幼象交流时，更常使用名字呼叫。研究发表在Nature Ecology and Evolution上。
认知科学 大象 声音标签 语言进化 动物行为
阅读论文：
Pardo, Michael A., et al. “African Elephants Address One Another with Individually Specific Name-like Calls.” Nature Ecology & Evolution, June 2024, pp. 1–12. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41559-024-02420-w.
追溯兔子的路径：大脑对连续闪光的简化
九州大学的研究团队通过改变闪光的位置，揭示了新的感知错误现象：视觉兔子错觉（visual rabbit illusion）。他们的研究成果于发表在i-Perception期刊上，并获得了年度最佳早期职业论文奖。
在这项研究中，研究团队通过三次实验研究了该错觉。他们固定了第一次和第三次闪光的位置，并改变了第二次闪光的位置，观察其对错觉的影响。实验结果显示，参与者无论在何种条件下，都会将第二次闪光误认为出现在中点附近。具体来说，研究人员发现，当三次闪光在周边视野中快速呈现时，大脑会将它们作为一个整体处理，从而重新组织成一个更简单、更连贯的模式。这种现象表明，我们的视觉系统在处理快速连续的信息时，会自动简化和重组这些信息，以形成一个整体的感知。
这一研究结果不仅揭示了视觉兔子错觉的机制，还提出了关于感知错误和目击证言可靠性的新观点。研究表明，大脑有时会用未来的事件来解释过去，这被称为后预测（postdiction），即我们对过去事件的感知会受到随后发生的事情的影响。
认知科学 视觉兔子错觉 周边视力 感知错误 目击证言可靠性
阅读论文：
Jesus, Sheryl Anne Manaligod de, et al. “Retracing the Rabbit’s Path: Effects of Altering the Second Flash Position in the Visual Saltation Illusion.” I-Perception, May 2024. Sage UK: London, England, journals.sagepub.com, https://doi.org/10.1177/20416695241254016.
新生儿或比想象中更早具备意识
纽约大学全球公共卫生学院的生物伦理学助理教授Claudia Passos-Ferreira及其团队，针对新生儿意识的研究发表了一篇重要文章。该研究旨在探讨新生儿是否具有意识，这一问题长期以来在科学界备受关注但研究有限。
Passos-Ferreira及其团队采用了多种创新的方法来测量新生儿的大脑活动和行为反应。由于婴儿无法通过语言进行交流，研究团队主要依靠脑电波对意外声音的反应、成像技术评估大脑网络以及追踪眼动等手段来研究婴儿的意识。研究表明，婴儿在听到重复的声音序列（如高低音的序列）后，当声音模式发生变化时会表现出惊讶反应。这与成人需要有意识地感知声音才能产生惊讶反应相似，暗示婴儿可能具备类似的意识感知能力。
此外，通过成像技术，研究发现婴儿的大脑网络已经表现出与成年人相似的相互作用模式，即外部意识网络和内部意识网络的相互作用。这些发现表明，婴儿的大脑在早期阶段就已经在一定程度上具备了处理意识相关任务的能力。研究发表在Neuron期刊上。
认知科学 新生儿意识 大脑活动 脑电波 成像技术
阅读论文：
Passos-Ferreira, Claudia. “Can We Detect Consciousness in Newborn Infants?” Neuron, vol. 112, no. 10, May 2024, pp. 1520–23. www.cell.com, https://doi.org/10.1016/j.neuron.2024.04.024.
脑力训练游戏或许对心理健康有益
俄勒冈大学的研究表明，虽然脑力训练游戏缺乏科学证据支持其提升认知能力的效果，但这些游戏可能通过提供挑战和娱乐，帮助恢复心理健康。研究由Waseq Rahman领导，团队包括助理教授Maxwell Foxman和密歇根州立大学的David Markowitz。
研究团队通过分析Google Play商店中3万个脑力训练应用（如Lumosity、Elevate和Peak）的用户评价，采用自动文本分析程序和定性主题分析方法，评估了用户对这些游戏的看法。虽然用户对这些应用的认知益处看法不一，但许多用户表示，游戏的娱乐性、挑战性和进步追踪功能使他们感觉更好，信心增强。研究发现，游戏可以满足人们的内在心理需求，带来控制感、自主感和挑战掌握感。尽管这些游戏不一定能够作为治疗性干预措施，但它们带来的“锻炼冲击”和个人成就感值得进一步研究，以了解这些活动如何满足个人的恢复和心理健康需求。研究发表在 International Journal of Human–Computer Interaction 上。
认知科学 脑力训练 心理健康 游戏研究 用户体验
阅读论文：
Rahman, Md Waseq Ur, et al. “Games as Cognitive Recreation: User Perspectives on Brain-Training Apps.” International Journal of Human–Computer Interaction, vol. 0, no. 0, 2024, pp. 1–11. Taylor and Francis+NEJM, https://doi.org/10.1080/10447318.2024.2319918.
婴儿利用“无助”期学习基础模型，类似生成式AI
都柏林三一学院的神经科学家Rhodri Cusack教授领导的研究团队发现，人类婴儿的大脑并不像以往认为的那样不成熟，他们利用出生后的“无助”时期学习类似生成式人工智能的强大基础模型。研究团队还包括美国奥本大学的Christine Charvet教授和DeepMind的Marc&39;Aurelio Ranzato博士。
研究比较不同动物物种的大脑发育情况，并使用脑成像技术检测人类婴儿的大脑功能。研究发现，人类婴儿在出生时，大脑中的许多系统已经能够处理丰富的感官信息流，这与长期以来认为婴儿大脑系统过于不成熟的观点相矛盾。研究还将人类婴儿的学习过程与现代机器学习模型进行比较，发现深度神经网络在“无助”时期的预训练有助于其在后续任务中的快速学习和高效表现。研究团队提出，人类婴儿利用无助期学习基础模型，这些模型在以后认知中发挥重要作用，类似于生成式AI模型如ChatGPT的预训练过程。研究发表在Trends in Cognitive Sciences上。
认知科学 婴儿大脑发育 基础模型 机器学习 神经成像
阅读论文：
Cusack, Rhodri, et al. “Helpless Infants Are Learning a Foundation Model.” Trends in Cognitive Sciences, June 2024. ScienceDirect, https://doi.org/10.1016/j.tics.2024.05.001.
儿童的认知控制训练，不会改变大脑或行为
由伦敦大学学院（UCL）心理与语言科学学院的尼古拉斯·斯坦贝斯教授领导的研究团队，针对当前脑训练提高认知控制的有效性展开了研究。
研究团队对235名6至13岁的儿童进行了随机对照试验，进行为期八周的训练。研究分为两组：一组进行针对反应抑制的认知控制训练，另一组进行反应速度训练。训练内容包括一系列游戏化任务，要求儿童抑制冲动行为。在训练前后以及一年后，研究人员对儿童在决策能力、学业成绩、心理健康、流体推理和创造力等方面进行了全面测试。
结果显示，尽管儿童在特定训练任务上的表现有所提升，但这些提升并未扩展到其他行为或认知领域。MRI扫描结果也显示，儿童的大脑结构或功能在训练前后没有变化。贝叶斯分析进一步证实，训练对这些行为和神经指标没有显著影响。研究发表在 Nature Neuroscience 上
认知科学 认知控制 儿童发展 脑训练 行为研究
阅读论文：
Ganesan, Keertana, et al. “Cognitive Control Training with Domain-General Response Inhibition Does Not Change Children’s Brains or Behavior.” Nature Neuroscience, June 2024, pp. 1–12. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41593-024-01672-w.
人们并未充分利用视觉工作记忆
贝尔谢巴内盖夫本-古里安大学Yoav Kessler和Shalva Kvitelashvili进行的一项新研究表明，人们在使用视觉工作记忆（Visual Working Memory, VWM）时，往往没有充分利用其能力。
视觉工作记忆是指在短时间内保持视觉信息的能力，对于日常行为非常重要，但其容量有限。研究团队通过引入一种新的实验范式——“模型重建”任务，揭示了人们在实际生活中如何使用VWM。在该任务中，参与者需要重建一个由随机排列的彩色方块组成的“目标模型”，并可以在记忆模型和重建屏幕之间自由切换。参与者使用电脑鼠标指示每个方块的位置和颜色，每次切换后研究人员可以估算VWM容量的使用情况。
在两项实验中，研究人员发现，尽管参与者有能力记住更多项目，但他们大多数情况下只选择记住一个项目。这一现象表明，VWM的使用不仅受到容量限制，还受到策略性考虑的影响。此外，通过视觉变化检测任务，研究人员发现，VWM利用率与其容量无关，表明策略因素在VWM的使用中起主要作用。研究发表在Scientific Reports上。
认知科学 视觉工作记忆 模型重建 记忆策略 实验心理学
阅读论文：
Kvitelashvili, Shalva, and Yoav Kessler. “The Voluntary Utilization of Visual Working Memory.” Scientific Reports, vol. 14, no. 1, Apr. 2024, p. 7987. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41598-024-58685-5.
教科书关于味觉的知识大部分都是错的
NIH国家老龄化研究所的高级研究员Josephine Egan在一篇关于味觉的综述文章，指出传统教科书中的许多味觉知识是错误的。
1901年德国科学家David Hanig的研究被误解，导致教科书错误地报告味蕾在舌头上按敏感类型分布。Egan博士通过回顾和整合近年来的研究发现，味觉的感知比之前认为的复杂得多。具有味觉受体的细胞不仅存在于口腔中，还分布在大脑、肌肉、肺、甲状腺、胰腺和肝脏等部位。这些细胞虽然不像舌头上的细胞那样直接响应食物中的化学物质，但它们会对这些化学物质产生反应，并将信号传递给大脑和身体的其他部分。
例如，肠道内的细胞在检测到糖时，会发送信号给大脑，后者会通知其他器官准备处理这些营养物质，以便它们能被身体用于维持生存和提供能量。Egan还指出，味觉不仅仅帮助我们选择美味的食物，还帮助我们选择有营养的食物，避免摄入有害物质。她还解释了人类对甜味食物强烈反应的生物学基础，甜味食物通常不太可能对我们造成伤害，同时提供大量的能量，这是人类在过去需要的。研究发表在 The New England Journal of Medicine 上。
阅读论文：
Egan Josephine M. “Physiological Integration of Taste and Metabolism.” New England Journal of Medicine, vol. 390, no. 18, May 2024, pp. 1699–710. Taylor and Francis+NEJM, https://doi.org/10.1056/NEJMra2304578.
挑战传统观点，女性在月经期间思维敏捷性更好
伦敦大学学院和运动、锻炼与健康研究所（ISEH）进行了一项开创性研究，首次评估了女性在月经周期中的认知表现。研究团队包括伦敦大学学院手术与介入科学系的Flaminia Ronca和Megan Lowery，以及认知神经科学研究所的Paul Burgess教授。
研究团队收集了241名女性参与者的数据，这些参与者在间隔14天的两次认知测试中，完成了一系列模拟团队运动中典型心理过程的任务。通过月经追踪应用程序估算参与者进行测试时的月经周期阶段。尽管参与者在月经期间自认为表现较差，但测试结果显示她们在月经期间的反应时间更快、错误更少。例如，在移动球碰撞任务中，她们的时间感知平均准确度提高了10毫秒（12%），而在抑制任务中错误率减少了25%。相比之下，参与者在黄体期的反应时间较慢，平均慢了10-20毫秒，但错误率并未增加。研究结果挑战了传统观念，表明女性在月经期间的认知表现并不逊色，甚至在某些方面更好。研究发表在Neuropsychologia上。
认知科学 运动医学 月经周期 女性健康
阅读论文：
Ronca, F., et al. “Attentional, Anticipatory and Spatial Cognition Fluctuate throughout the Menstrual Cycle: Potential Implications for Female Sport.” Neuropsychologia, May 2024, p. 108909. ScienceDirect, https://doi.org/10.1016/j.neuropsychologia.2024.108909.
脑电波相位影响言语感知
马普研究所的Sanne ten Oever及其团队在最新论文中揭示了神经振荡的时间如何影响言语感知。他们通过实验验证了脑电波的相位安排与语言感知之间的关系。
研究团队使用模糊的语音和单词刺激，例如荷兰词汇“dat”（意思是“that”）和“gat”（意思是“hole”），并让参与者在接触这些模糊刺激后选择他们认为听到的内容。通过脑磁图（MEG）记录脑电波的相位，研究发现，当刺激呈现在较低兴奋度的脑电波相位时，感知偏向于更常见的声音或单词；而在较高兴奋度的脑电波相位时，感知则偏向于不太常见的声音或单词。这表明，事件的概率和相位都影响了人们的感知。颞上回和内侧颞回的振荡相位分别根据音素和词汇频率影响单词识别行为，这一发现通过计算模型得到了验证。研究发表在 PNAS 上。
认知科学 脑电波 语言感知 预测编码 神经时间
阅读论文：
Ten Oever, Sanne, et al. “Phase-Dependent Word Perception Emerges from Region-Specific Sensitivity to the Statistics of Language.” Proceedings of the National Academy of Sciences, vol. 121, no. 23, June 2024, p. e2320489121. pnas.org (Atypon), https://doi.org/10.1073/pnas.2320489121.
虚拟现实中的镊子形仿生手提升运动任务表现
随着人类与技术融合的进程加快，研究人员正在探索人类是否能将仿生工具视为身体的一部分。该研究由萨皮恩扎大学和圣露西亚基金会IRCCS的认知神经科学家奥塔维亚·马达卢诺和维维安娜·贝蒂领导，旨在揭示非类人体解剖学的仿生工具是否能被人类大脑接受。
研究人员通过虚拟现实技术进行了多项实验，参与者在虚拟环境中使用类人手形义肢和镊子形义肢完成运动任务。实验包括气泡夹击任务和“跨模态一致性任务”，以测试参与者的运动能力和对仿生工具的归属感。
在气泡夹击任务中，结果显示，使用镊子形义肢的参与者在夹击虚拟气泡时表现更快且更准确。通过“跨模态一致性任务”的测试，研究人员发现，使用镊子形义肢的参与者在识别触觉刺激时更准确，表明他们对这种非类人体的仿生工具有更强的归属感。这可能是因为镊子形义肢相对简单的结构使大脑更容易接受和计算。
此外，研究还发现，当参与者在进行任务前有机会探索虚拟环境时，他们对仿生工具的归属感更强。这一发现表明，虚拟环境中的互动能够增强参与者对仿生工具的归属感。研究发表在 iScience 上。
认知科学 仿生工具 虚拟现实 神经技术 运动任务
