Institute of Psychology, Chinese Academy of Sciences
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The effect of social learning on perceptual decision-making: computational and neural mechanisms
人类作为社会性动物,总会有意或无意地通过观察他人行为学习或者习得社会性规范。社会学习无需通过直接的试错来学习,避免了潜在的危险和失败。社 会学习能帮助个体获取外界信息,推断外部环境并指导适应性行为,这对于个体的生存与繁衍至关重要。以往关于社会学习的研究多集中于复杂高级的认知过程,如风险偏好、态度转变和道德判断等。目前,仅有少量的研究关注了社会学习对人类简单的知觉决策的影响及其背后的加工机制。本文结合计算模型,从行为、神经和生理层面系统地探讨了这一重要问题及其背后的计算神经机制。
研究一探讨了社会学习是否能引发长期知觉改变及其背后的认知机制。本研究设计了一个两阶段双人训练的任务范式,首先被试做出知觉分类判断,然后被告知其同伴对同一刺激的知觉判断,随后要求被试再次进行知觉判断。结果发现观察同伴的选择可以诱发个体的知觉改变,且该效应可持续长达六周。即使个体在双人训练之前经过多天正误反馈的知觉学习,提高了知觉敏感性,社会学习仍然会改变个体的知觉决策。漂移扩散模型(drift diffusion model,DDM)进一步揭示是社会学习改变了感觉证据累积过程(即改变了知觉加工过程),而不仅仅 是简单的主观反应的变化。此外,我们发现决策信心和自闭特质调节了这一效应。具体而言,决策信心越低或自闭倾向越低的个体会更多地将他人观点整合进知觉加工过程。
研究二采用了功能性磁共振成像(functional magnetic resonance imaging, fMRI)和脑电图(Electroencephalography, EEG)技术,探究了社会学习改变知觉 决策的神经机制。为了排除社会压力对被试主观报告的影响,在研究一的双人训 练范式基础上,fMRI 扫描过程中被试只是被动观看实验刺激,不需要对视觉刺激进行知觉判断。结果发现,双人训练后,不仅视觉脑区参与了视觉刺激的分类加工,与社会认知相关的右侧颞顶联合区(right temporoparietal junction,rTPJ)也能解码视觉刺激。此外,枕外侧视觉区(lateral occipital complex, LO)的跨类别解码结果发现LO脑区表现出社会学习诱导视知觉改变方向一致的神经表征偏差。在 EEG 实验中,行为结果也发现个体的知觉判断会显著趋向于同伴判断的方向。社会冲突(同伴与被试的知觉判断的差异)程度越大,感觉证据累积过程中的中央-顶叶正波(centro-parietal positivity,CPP)越大,进一步分析发现该效应开始出现于 200 毫秒左右。我们使用反向编码模型(inverted encoding model,IEM)从 EEG 信号中重构刺激特征,发现 100毫秒左右编码的刺激特征就已偏 向于同伴判断的方向。
研究三采用了眼动追踪技术,探究了社会学习中观点转变的动态变化过程。我们考察了动态的眼睛注视和瞳孔大小在观点转变过程中的重要作用及其背后的作用机制。行为结果发现,当自我信心越高时,个体越倾向于坚持初始判断,然而,他人信心越高时,个体越倾向于跟随他人观点而转变初始选择。DDM 模型分析发现,相较于他人信心,个体在证据累积过程中更多地赋予自我信心更大的权重,表现出确认性偏差。眼动分析结果发现,个体在观点转变时会更多地注视他人的信心。进一步分析发现眼睛注视调节了确认性偏差,当个体注视他人信心时,确认性偏差效应不显著;当注视自我信心时,则会放大确认性偏差。而且, 个体选择观点转变时需要付出更大的心理努力,导致瞳孔扩张效应,且个体的确认性偏差越大,瞳孔扩张效应也越大。综上,研究发现社会学习中观点转变的潜在过程可以通过简单且可直接观测的眼睛注视和瞳孔大小所揭示。
综上所述,本文为深入揭示社会学习改变知觉决策的计算神经机制提供了证据。社会学习可以诱发长期的知觉改变,且模型结果表明该效应来源于知觉加工的改变。脑成像结果揭示社会学习改变了视觉脑区的神经活动以及早期的知觉加工过程。这一系列结果为社会学习改变知觉加工过程提供了有力证据,并阐明了社会学习过程中观点转变的动态过程。这些研究结果表明了社会性因素塑造着人类的知觉体验。</p
The Influence Mechanisms of Urban Environments on Human Well-Being
幸福感是学界长期以来关注并深入研究的重要领域,它不仅是个体生活质量的核心指标,也是衡量社会发展和进步的关键因素。虽然幸福感研究已取得长足进展,但长期纵向数据的收集困难度、幸福感影响因素的交错复杂性以及 幸福感本身波动的不确定性给深入理解幸福感的长期影响因素带来挑战。我国快速的城市化发展已被证实给居民身心健康带来严峻挑战。但是目前心理学领域关注的幸福感长期环境影响因素大多集中于人际环境与社会环境,将物理环境作为幸福感长期影响因素的研究还相对不足。本博士课题共设计了四个研究, 从多种类型的城市环境因素,多种幸福感维度,以及宏观与微观的不同角度,结合纵向与横向研究方法,探究城市环境视角下的幸福感影响机制。
研究一在微观层面探究了室内环境对幸福感的影响机制。研究分两次共在香港与大陆地区大学中收集 3077 名被试,纳入 27 维室内环境因素和 17 维生理健康因素,探究室内环境、生理健康对幸福感的影响机制。研究首先使用探索性因子分析,共对室内环境潜变量提取了 5 个主成分,包括日化用品使用、生活方式、潮湿、室内空气处理器使用和环境感知,对生理健康潜变量提取了病态建筑综合征与呼吸道及过敏类症状两个主成分;之后以生理健康作为中介变量基于 Bootstrap 建立中介分析,基于第一轮收集数据的探索性验证,第二轮数 据的重复验证与合并数据验证结果均表明生理健康的中介作用显著,中介效应占总效应的比例分别是 22.16%、76.64%与 60.18%。
研究二基于微博文本数据,使用机器学习算法建立了大规模幸福感自动感知模型,从而为后续的宏观角度城市环境影响机制探究提供方法基础。我们基于线上平台随机向活跃微博用户发送私信进行被试招募,共招募 1,427名微博用 户,下载微博总数 471,173 条。在使用心理语义词典进行文本特征提取,并进行不同集成式算法比较与网格搜索调参后,研究二建立了心理幸福感与主观幸福感两种幸福感预测模型。其中,心理幸福感预测模型的六个维度的校标效度在0.41-0.54 之间,分半信度达到 0.95-0.97;主观幸福感的三个维度校标效度在0.50-0.52 之间,分半信度达到 0.94-0.96。所有指标均达到统计学意义上显著水平。此外,研究二基于 SHAP 值对预测模型建立过程中起到重要贡献的文本特征进行解释,进一步探索幸福感预测模型的心理学意义。
研究三探究了长时间跨度下幸福感的波动趋势,为后续的宏观角度城市环境影响机制探究提供理论基础。研究三基于研究二所建立的幸福感预测模型, 计算得到 2010年 1 月至 2022 年 5 月全国范围内以月为粒度的群体生活满意度与心理幸福感分数,并使用 Sen's Slope 方法与 Mann-Kendall(MK)方法分别进行趋势分析与趋势检验。结果显示,心理幸福感的趋势斜率为 0.0187,生活满意度的趋势斜率为0.0079,MK检验均达到统计学意义上显著水平,即心理幸福感和生活满意度两种幸福感维度在 12 年跨度下显示出了显著上升趋势。
研究四在宏观层面探究了城市环境对于居民幸福感的影响机制,此研究基于 2010 年至 2021年共12 年,覆盖全国 31个省或直辖市的面板数据进行分析。 其中城市环境与居民生理健康指标下载于国家统计局公开数据,生活满意度与心理幸福感使用研究二提出的预测模型计算得到。结果显示城市污水处理率、人均公园绿化面积与城市绿化投资均可以直接或通过作用于居民生理健康间接对幸福感产生影响,生理健康在城市环境对居民幸福感的影响中介作用显著。此外我们还发现了城市绿化投资对幸福感的直接影响存在门槛效应。
总结来说,本博士课题结合心理学、环境科学与数据科学多领域知识,为理解城市环境如何影响居民幸福感提供了深入见解,也为城市规划者和政策制定者提供了宝贵的理论实证。研究结论强调了在城市发展中综合考虑环境、健康和福祉的重要性。通过这种多维度研究,本课题希望帮助推动创建更健康、更幸福的城市生活环境。</p
The perceptual anchoring ability in Chinese children with developmental dyslexia
发展性阅读障碍是一种最常见的特殊学习困难,一直以来,语音加工缺陷被认为是阅读障碍的核心缺陷,但是也有研究者提出语音缺陷来源于更基础的感知觉加工缺陷。有研究者提出知觉锚定缺陷假设,认为阅读障碍源自于不能有效学习利用重复刺激来促进知觉表现的提升。目前这一理论假设已经得到了一些研究证据的支持,但是还存在一些问题没有解决。首先,阅读障碍的知觉锚定缺陷是一种刺激一般还是言语特异的缺陷还存在争议。其次,知觉锚定缺陷是一种视、听通道一般还是通道特异的缺陷尚不清楚。这些问题的原因主要来源于先前的研究对不同刺激类型和感觉通道采用不同任务考察,无法排除不同任务中各种认知 因素的影响。本研究采用行为测查与脑电技术系统地解决了这两个问题。研究一招募了 4-6 年级的汉语阅读障碍儿童、同年龄对照组儿童,以及 2-4 年级的同阅读水平对照组儿童,采用心理物理学方法和相同的任务范式考察了他们对纯音、言语和光栅刺激的知觉锚定能力。研究二招募了 4-6 年级的汉语阅读障碍儿童及同年龄对照组儿童,采用脑电技术和相同的任务范式考察了他们对纯音、言语和光栅刺激的知觉锚定能力。
研究一为行为研究,考察汉语阅读障碍儿童对纯音频率、言语基频和光栅空间频率的锚定能力。研究采用二选一的区分任务,设置有参考和无参考两个条件,测得个体的区分阈限/最小可觉差。结果发现,对于纯音刺激,汉语阅读障碍儿童的听觉锚定能力显著差于同年龄对照组和同阅读水平对照组儿童;对于言语刺激,汉语阅读障碍儿童的言语锚定能力显著差于同年龄对照组,但是与同阅读水平对照组无显著差异;对于光栅刺激,汉语阅读障碍儿童的视觉锚定能力与同年龄对照组和同阅读水平对照组儿童均不存在显著差异。进一步,相关和中介模型分析发现,纯音或言语锚定能力可以通过影响语音加工能力进而影响阅读能力;同时,仅阅读障碍组儿童的视觉锚定能力与阅读能力存在相关关系,两个正常发展组则没有发现相关关系。
研究二为神经研究,考察汉语阅读障碍儿童对纯音频率、言语基频和光栅空间频率锚定背后的神经活动。研究采用脑电技术,结果发现,对于纯音刺激,汉语阅读障碍儿童在中央区早期 P1 成分的神经适应相比同年龄对照组减小,P1 成分的神经变异相比同年龄对照组增大;对于言语刺激,汉语阅读障碍儿童在中央区早期 N1 成分的神经适应相比同年龄对照组减小;对于光栅刺激,汉语阅读障碍儿童在枕区早期 N1 成分和左侧中央顶区 P1 成分的神经适应相比同年龄对照组减小,同时,阅读障碍的视觉锚定在右脑中央顶区晚期的 P2 成分表现出增大的神经适应。
研究首次采用相同的任务范式同时对阅读障碍在纯音、言语和光栅刺激中的知觉锚定能力进行了全面系统的考察,得到以下主要结论:
(1)汉语阅读障碍儿童具有听觉通道刺激一般的知觉锚定缺陷,而没有表现出视觉通道的锚定缺陷。此外,一般听觉锚定缺陷是阅读障碍内在固有的缺陷, 而言语锚定缺陷可能仅是阅读障碍阅读经验少的结果;知觉锚定缺陷可能通过阻碍语音加工能力的发展进而影响阅读能力发展。
(2)汉语阅读障碍儿童的一般听觉锚定缺陷来源于大脑的快速神经适应减弱和神经变异增大,言语锚定缺陷来源于快速神经适应减弱;此外,汉语阅读障 碍儿童在视觉通道的锚定能力同时存在大脑的快速神经适应减弱和增强,在右侧 中央顶区神经适应的增强可能弥补了在其他区域减弱的神经适应缺陷。
研究采用相同的任务范式从行为和神经层面解决了阅读障碍在知觉锚定领域存在的争议问题,发现阅读障碍存在听觉通道特异的、刺激一般的锚定缺陷,并揭示了知觉锚定缺陷背后的神经机制。研究加深了研究者们对阅读障碍的认识,为未来汉语阅读障碍儿童的早期诊断与筛查提供了一个新的行为和神经指标,并为未来阅读障碍个体的干预训练提供了新的视角。</p
Harmonization on Site Effect of Multi-site Resting-state Functional Magnetic Resonance Big Imaging Data
脑影像数据已进入大数据时代,大样本可以提高统计效力和研究的可重复性。多中心数据汇聚是当前获得大数据的一个主要途径,其不仅可以提高耗时耗力的脑影像数据的获取效率 (如多中心协作的前瞻性队列和回顾性队列),还可以通过汇聚不同扫描站点的数据,把在单一站点内因选择偏差 (比如因研究需要只采集/主要采集正常人群体等)而难以获得的组别 (如抑郁症群体)合并成具有较丰富人口学信息数据集,从而实现亚组的划分以及病理学上的探索等在小样本上不具有可行性的研究。然而多中心数据的汇集会伴随站点效应,该因子统 计学上具有较强的效应,对生物学效应具有较强的干扰效果。站点效应是指由扫描程序、实验设置、环境和被试差异引起的扫描站点间的数据产生的变异。这种效应的非生物学相关部分被定义为噪声,有碍于研究的目标效应的发现。
既往已有的站点效应去除的研究多针对结构像,如 T1 加权影像 (T1- weighted Image)和磁共振弥散张量成像 (Diffusion Tensor Imaging, DTI),这主要是由于该类成像具有较好的对比度,可以反映大脑组织结构的构成,同时该类成像技术得到的脑影像具有的图像特征允许人工智能领域的相关技术的迁移应用。但对于静息态脑影像,已有研究缺少具有针对性的方法的开发以及比较,方法学上有限的选择和不确定性无形之中都严重阻碍了静息态功能磁共振脑影像大数据的汇聚,以及基于其的研究的开展。而且,已有的研究在评估相关方 法时存在一些不足,包括缺乏针对多中心问题进行实验设计、所使用的数据内部结构复杂混乱以及站点信息和其它生物学相关信息关系不明等,导致对方法的评估效力不足;缺乏对校正站点效应后的多中心数据在可重复性上的探讨,对于静息态脑影像数据来说,可重复性是一个关键的问题,对其的忽视也促成了评估的不全面性;此外,由于站点信息和生物学信息之间关系的不明确性,以及实际操作中的种种困难,有必要考虑站点和生物学信息完全混淆的情况下的站点效应校正方法的实用性,这将直接决定了数据汇聚的可行性和筛选条 件。
为了解决脑影像领域的站点效应校正问题,给出适合于静息态脑影像多中心数据汇聚时进行校正的方法学上的实践建议,本研究针对静息态多中心数据汇集时的站点效应问题收集当下流行和前沿的校正方法,并对其进行了剩余站点效应、个体识别率、可重复性、可复制性和应对性别和站点完全混淆情况能力的全面评估。经过以上测试评估得出,子采样最大均值差异算法 (Subsampling Maximum-Mean-Distance Algorithm, SMA)的综合表现最优。因此我们推荐使用该算法作为静息态多中心站点效应校正方法。
基于该评估结论,我们进一步对 SMA 的使用进行探究。在使用 SMA 进行站点效应校正时,需要设定目标站点 (target site),从而令其他站点的数据分布向其看齐,从而获得同质的站点效应。然而,目标站点的不同特质对校正结果的影响尚且未知。因此,我们在其问题空间中选取了两个重要的特征——目标站点的样本量和人口学分布特征,作为目标并进行实验。实验结果表明,具有更大样本量,同时和其他站点的人口学分布差异最小的目标站点的校正结果在个体识别率,统计结果的重测信度和稳定性方面都更佳。由此出发,我们提出 一个启发式公式,同时考虑站点间的样本量相对大小和人口学分布差异大小, 在使用 SMA 进行校正多中心站点效应时,该启发式公式可以方便快捷地为使用者提供直接的目标站点参考。
基于以上研究结论,我们在 MATLAB 平台开发了 DPABI Harmonization 工具箱,集合了本文所涉及的所有站点效应校正方法。该工具箱灵活易用,可以助力多中心研究的开展,发挥数据潜能。
综上,我们开创性地将子采样最大均值距离算法应用至静息态功能脑影像领域,并首先对其在应用时的参数设置问题进行探讨,提出了用于目标站点选择的启发式公式。为了更好推动方法学生态良好循环,在此基础上,开发集成工具包,囊括多类站点校正方法,用于促进领域内共同检验方法的泛化性。</p
The Impact of Interoceptive Accuracy on Negative Emotion Regulation: The Role of Vagus Nerve Activity
情绪调节是人类特有的心理能力,与个体心理健康水平密切关联。良好的情绪调节能力有助于个体更好地应对压力,较快适应环境变化以及维持情绪稳定。最近的研究证据表明,情绪识别、理解与深度加工均与个体对身体内部感觉信号的察觉、编码、整合和调节有关。这种基于身体信号的内感受能力与情绪调节的关系引起了学者们的广泛关注。然而,关于内感受是否直接影响情绪调节,其背后机制是什么?这些科学问题还未获得准确解答。迷走神经是副交感神经系统的重要构成部分,担任在大脑和身体各器官间传递信息的角色,对内环境的平衡与稳定、生理心理功能的调控都起着关键作用。虽然有零星横断面研究发现了内感受、情绪调节和迷走神经活动之间的关联,但目前尚无研究探察内感受变化是否能直接影响负性情绪调节以及该影响发生的生理机制。因此,本研究采用心理学行为任务和生理学手段,以内感受准确性对负性情绪调节的影响为切入点,通过三项研究系统探究内感受准确性与情绪调节之间的关系及迷走神经活动在其中的作用。
研究一采用自行编制的心跳辨别任务,考察个体内感受准确性水平和负性情绪调节表现之间的关联关系。招募健康被试 100 名(50 名女性 50 名男性),对其内感受准确性和负性情绪调节水平进行测评。相关分析和回归分析发现,个体的内感受准确性水平与负性情绪调节表现呈正相关关系。根据心跳辨别指数得分, 所有被试划分为高内感受准确性组(前 30%)和低内感受准确性组(后 30%)后,结果发现,在面对负性情绪时,高内感受准确性个体的情绪调节表现优于低内感受准确性个体。此外,个体的静息期迷走神经活动在内感受准确性和情绪调节表现之间起到调节作用。
研究二采用随机对照实验,研发基于心脏内感受的学习任务,探究针对内感受准确性的行为干预对负性情绪调节的影响,考察内感受准确性与负性情绪调节 表现之间的因果关系。招募被试 70 名,随机分为干预组(35 人)和对照组(35人)。干预组接受自主设计的“10 分钟内感受学习”训练,训练包括感知心跳阶段和反馈学习阶段;对照组则静坐休息 10 分钟。干预前后均采用“心跳辨别后的情绪调节测评”评估两组被试的负性情绪调节表现。结果发现,心脏内感受学习任务为改变个体内感受准确性的有效任务。组别与唤醒度评分变化的交互作用显著,干预组对负性情绪图片的唤醒度评分变化值显著降低,而对照组没有差异,内感受干预增强了个体情绪调节能力。
研究三采用生理电刺激的干预手段,使用交叉实验设计,主要探究经皮耳迷走神经电刺激(taVNS)对内感受准确性和负性情绪调节的影响,考察迷走神经在内感受准确性影响负性情绪调节中的作用机制。招募 36 名健康成年人(18 名 男性,18 名女性)作为研究对象,进行被试内和真、假刺激的随机对照。研究三进行了两次实验,每次实验间隔一周,一次实施 25 分钟的 taVNS 干预,另一次实施相同时间的假刺激干预。两次实验均采集了被试的心率变异性(HRV)数据。结果显示,taVNS 显著提高了个体的 HRV,同时显著增加了内感受准确性和情绪调节水平。此外,研究还发现,内感受准确性在刺激类与负性情绪调节效 应之间起到中介作用。
综上,本论文通过相关研究、行为干预和电生理干预,使用心率变异性这一与情绪密切相关的生理指标,全面探究了内感受准确性与负性情绪调节之间的关系。研究发现内感受能够通过短时干预实现有效变化,这种变化直接增加了个体的情绪调节能力;经皮耳迷走神经电刺激可通过改变个体内感受水平,从而提升情绪调节水平。这些发现将有助于深入理解内感受准确性对负性情绪调节的影响,同时为情绪调节困难的干预训练提供新的科学启示。</p
Relationship between facial expression recognition and cognitive impairment in patients with major depressive disorder
重性抑郁障碍是常见的精神疾病之一,其核心症状为心境低落、兴趣减退、快感缺乏,同时认知和行为也会发生变化。抑郁症患者普遍存在认知损伤,集中体现于记忆、注意、执行功能等神经认知损伤和情绪识别、社会决策等社会认知损伤。抑郁症患者情绪认知功能受损,继而辨别他人表情的能力减弱,同时自身面部表情也出现改变:其微笑减少、面部活动减少、眨眼频率降低。面部表情作为一种情绪表达和非语言交流的客观参数在抑郁症的辅助诊断中开始起到越来越重要的作用,在临床上通过面部表情辅助诊断的准确率还没有定论,且面部表情和认知的关系也没有被探究。本研究使用元分析等方法,将横断调查与纵向追踪相结合,系统地描述重性抑郁障碍患者的面部表情,并探究其与认知的关系。
研究一首先通过系统性综述和元分析,对近十年关于面部表情和重性抑郁障碍患者抑郁程度的研究做全面地梳理和归纳,在既往研究准确率和相关度不同的情况下,确认二者是否存在相关关系,且分类准确度是否稳定。结果显示面部表情在分类准确率在 73.6%,且较为稳定,与抑郁症状的相关系数 r= 0.306,虽研究间有较大差异,但最终的正相关性显著(p=0.005)
研究二旨在通过横断研究探究在重性抑郁障碍患者中,面部表情是否可以作为靶点有效分类患者和健康对照组并探究重性抑郁障碍患者面部表情与认知损伤之间的关系。使用问卷调查法和时间线回溯法记录患者的人口学信息和临床用药、汉密尔顿抑郁量表和汉密尔顿焦虑量表评估患者症状严重程度、多伦多抒情障碍量表和可重复的成套心理状态测量表评估认知损伤情况,并记录面部表情。招募 109 名抑郁患者和 129 名健康对照组,结果发现面部表情的分类准确率高达 85.40%,可以较准确区分抑郁和健康对照组。进一步的相关分析发 现面部表情和 RBANS 中的语言能力显著相关(r= -0.234, p=0.021),表明其面部僵化会影响语言表达能力。进一步分亚组,在中重度抑郁组内,面部表情和抑郁症状呈正相关(r= 0.301, p=0.021),表明抑郁程度对面部表情有影响。
研究三采用纵向设计,在真实世界治疗下对 38 名抑郁患者治疗 8-12 周后的情况进行追踪,并比较在真实世界治疗前后,其临床症状、认知功能以及面部表情是否发生改变。结果显示治疗前后抑郁患者的抑郁症状显著降低 (p<0.001),认知功能部分外向性思维、即时记忆、视觉空间能力、延迟记忆和总分维度有一定提升(p<0.05),面部表情也发生改变(p<0.01),进一步的分析发现面部表情对症状及认知改善的预测作用并不显著。
综上,本研究首次梳理了面部表情作为一种鉴别方法用来鉴别抑郁和健康组的有效性,同时探究面部表情与认知是否有关,在真实世界治疗中是否可以有效反应症状的缓解情况。在理论层面上,可以进一步厘清面部表情和抑郁症状、认知之间的关系,为了解抑郁症患者面部表情和认知损伤的潜在机制提供一定的理论支持。在临床实践方面,本研究可为抑郁症诊断提供新颖思路,有助于增加诊疗的准确性和有效性,为多元化防症状隐匿并建立针对性干预方案提供启发,进而推动领域前沿发展。</p
Abnormalities in olfactory and tactile perception and EEG patterns in children with Shank3 mutations
孤独症谱系障碍(autism spectrum disorder, ASD)是一种神经发育性障碍,其核心症状为社交障碍,伴随不同感觉模态的异常,且在个体间存在高度的基因 型及表型异质性。Shank3 是主要的孤独症候选基因,突变发生在1-2%的孤独症谱系障碍患者中。本研究采用非言语依赖的生理指标,关注 Shank3 突变儿童相较非 Shank3 孤独症儿童和正常发育儿童在嗅、触感知层面的异常以及在静息和观看社会交互动画短片时脑电模式的差异。初步实验结果显示,Shank3 突变儿童无法根据气味的效价自主调节呼吸强弱。整体而言,他们在静息状态下脑电模式符合兴奋/抑制平衡异常的理论假设,在 alpha 波段的功率相对较低,在beta和 low-gamma 波段则较高。并且其静息状态下 alpha 波段在额部及枕部表现出连接性不足,中央顶叶脑区的 gamma 波段则出现过度连接,此外 Shank3 突变儿童的 theta 及 alpha 波段神经振荡的信息传输效率也低于其他两类群体。另一方面,非 Shank3 孤独症儿童的各个频谱能量分布以及功能连接模式上同正常发育儿童差异较小,在功能连接强度和基于图论分析的信息传输效率上较低。然而观看社会交互动画短片时,无论是 Shank3 突变儿童还是非突变孤独症儿童都表现出显著降低的 mu 抑制。针对不同亚型的孤独症患儿的行为和神经表型研究将增进对孤独症谱系障碍这一复杂疾病的理解。</p
Exploring the attentional mechanism and binocular rivalry mechanism for short-term monocular deprivation
视觉可塑性,是指视觉系统的结构与功能会受到环境、视觉经验和疾病等因素的影响,从而发生明显的变化。眼优势可塑性,作为视觉可塑性的一个重要体现,一直受到广泛关注。以往研究表明,在个体发展的关键期,眼优势可塑性会达到峰值,随着年龄的增长逐渐降低。然而近些年来大量研究证明,成年人的视觉系统中仍保留着一定程度的眼优势可塑性。通过短时程单眼剥夺或者调节眼间注意资源的分配,可以使得眼优势发生明显的偏移。关于前者,目前受到广泛认可的一种解释是视皮层的稳态可塑性机制。然而关于后者,最近有学者指出,由基于眼的注意导致的眼优势转移现象,无法仅由稳态可塑性机制解释,这效应背后可能还涉及到眼拮抗神经元的适应机制。因此,关于短时程眼优势可塑性的研究还存在两个问题尚未得到解决:其一,目前还不清楚,拮抗神经元是否在解释短时程单眼剥夺效应中也发挥着作用;其二,基于眼的注意是否也参与调控短时程单眼剥夺效应?为了回答这两个问题,本论文开 展了两项研究。
在研究一中,我们关注眼拮抗神经元模型在解释短时程单眼剥夺引起的眼优势转移现象中的作用。我们采用短时程单眼相位规则信息剥夺范式实现短时程单眼剥夺,并且设计了三种不同的剥夺形式。根据我们对稳态可塑性机制与眼拮抗神经元适应机制的认识,不同机制作用下三种剥夺形式将给出不同的预期结果。通过将实验结果与预期进行比对,可以检验眼拮抗神经元的适应机制是否对解释短时程单眼剥夺效应起到一定作用。结果发现,眼拮抗神经元的适应机制在短时程单眼剥夺效应中的作用相对有限。我们倾向于认为,稳态可塑 性机制对解释短时程单眼剥夺效应发挥了主要的作用。
在研究二中,我们探究了注意这一高级认知功能在短时程单眼剥夺效应中的作用。我们采用单眼遮盖范式实现短时程单眼剥夺。在短时程单眼遮盖的同时,我们让被试完成一项对注意保持有一定要求的光栅追踪任务。在同一次的单眼剥夺实验中,我们既设定注意刺激也设定非注意刺激,然后在单眼剥夺前分别用注意刺激和非注意刺激去测量短时程单眼剥夺效应,以衡量注意对于 短程单眼剥夺效应的影响。结果发现,注意对短时程单眼剥夺效应的强弱起 到了显著的调节作用。
综上所述,本论文支持稳态可塑性机制在解释短时程单眼剥夺效应中的重作用。此外,本论文还首次揭示了注意可以调节成年人短时程单眼剥夺效 应。这些发现有助于我们更深入地理解成年人短时程眼优势可塑性。</p
Metabolomics-based study of the effects of membrane lipids on depression-like behavior in mice and its molecular mechanisms
抑郁症(Major Depressive Disorder, MDD)是一种以显著、持久的情绪低落为主要临床特征的常见情感类精神疾病,在严重危害病人身心健康的同时也给家庭和社会带来了极大的心理压力和经济负担。尽管大量的科学研究探索了抑郁症的发病机制,并提出来了各种机制假说,但抑郁症一个明确的发病机制尚不清楚,进而使得市面上大多抗抑郁药存在疗效有限且不良反应多的现象。为了进一步探索不同抑郁症亚型的内在机制,可以通过分析抑郁症在特定动物模型中表现出的一些核心症状来模拟人类抑郁发生发展,并据此用来进行抗抑 郁药评估和筛选。
因此在本课题中,我们通过慢性社交挫败应激模型(Chronic Social Defeat Stress Model, CSDS)来构建抑郁模型,采用动物行为学方法来研究慢性社交挫败应激下所产生的抑郁样行为以及膜脂对小鼠抑郁样行为的影响。为深入研究膜质调控与抑郁症的关系,开发创新型抗抑郁药物,我们通过代谢组学分析技术,采用定量脂质组学技术检测海马脂质成分的变化,找到有重要生物学意义和统计学显著差异的脂质,进一步探究膜脂类化合物及相关代谢途径对小鼠 抑郁样行为影响的分子机制。
我们发现慢性社交挫败应激下小鼠表现出快感缺失、行为绝望和社交回避等抑郁样行为,喂食磷脂酰丝氨酸(Phosphatidylserine, PS)和鞘磷脂(Sphing omyelin, SM)可以逆转社交挫败小鼠类似抑郁样的行为。定量脂质组学分析显 示 BMP(16:0/20:2)、PI(14:0/18:1)和 TAG(49:0)_FA17:0 在 CSDS 小鼠中显著上调,然而喂食 PS 和 SM 又能逆转 BMP(16:0/20:2)、PI(14:0/18:1)和T AG(49:0)_FA17:0 在海马中的变化,提示体内半单磷酸甘油酯(Bis(monoac ylglycero)phosphate, BMP)、磷脂酰肌醇(Phosphatidylinositol, PI)等甘油磷脂类和甘油三酯(Triacylglycerol, TAG)等甘油酯类代谢的紊乱可能影响着抑郁的 发生和发展。进一步分析发现海马内神经酰胺(Ceramide, Cer)系统可能在抑郁症中扮演重要角色,低水平的 Cer 具有营养和保护作用,Cer 及相关酶所参与的生物学过程也可能是抑郁症的一个重要发病机制。此外我们也找到显著差异代谢物 TAG、磷脂酰胆碱(Phosphatidylcholine, PC)和甘油二酯(Diacylglycer ol, DAG)所富集的癌症中胆碱代谢、脂肪消化和吸收以及脂肪细胞中脂肪分解调节等代谢通路的改变。这些发现不仅有助于深入理解抑郁症的致病机制,而且也提示体内脂质化合物可能成为抑郁症潜在的诊断和预后标记物,以及抗抑郁药的潜在治疗靶点,为开发靶向脂质及脂质代谢的抗抑郁药物提供新思路。</p
The Relationship between Respiratory Rhythm and Bistable Perception
呼吸是新陈代谢的过程,将环境中的氧气带入体内各组织中的细胞,使细胞获得能量,并将这些细胞中的二氧化碳及代谢废物移出。呼吸节律是人类的基本生命节律,过往研究表明呼吸调制了我们对感觉信号的处理及认知加工。双稳态知觉指的是观察者对同样的刺激产生两种不同的知觉,且知觉内容在二者间切换的心理现象,这一现象为探查意识动态产生的机制提供了窗口。本文通过两个实验,使用不同的诱发双稳态知觉的刺激材料,探讨呼吸节律对双稳态知觉动态过程的影响。
研究一从行为层面考察了双眼竞争、内克尔立方体、两可的运动结构(旋转的球)等不同的双稳态知觉形式与呼吸周期的关系。研究二则使用稳态视觉诱发电位范式标定冲突刺激成分,借助脑电技术进一步考察了呼吸调节双眼竞争和两可运动结构这两种双稳态知觉的机制。
结果发现:①双稳态知觉切换频率与呼吸频率显著正相关;②对两可运动结构类型的双稳态知觉切换更多地发生在吸气向呼气的转换阶段及呼气刚开始的阶段;③对于双眼竞争来说,吸气阶段的标记频段振幅差更大,竞争更激烈。
通过揭示不同类型的双稳态刺激随呼吸周期产生的不同的周期性知觉体验和大脑活动模式,本研究增进了对呼吸节律与意识动态产生机制的理解。</p