人类生存在一个动态的世界中,人类神经系统如何完成动态信息的表征和加工是认知心理学和认知神经科学的重要问题。有研究提示人的短时记忆表征可能涉及动态信息的表征和加工。对于动态记忆表征研究,我们已经积累了丰富的行为实验结果。同时,我们的初步脑功能成像结果提示动态表征与前额叶的功能相关。本研究将进一步采用行为实验、眼动记录、额叶损伤病人的神经心理学实验、脑电事件相关电位(ERP)实验,功能磁共振成像(fMRI)实验等多种心理学和神经科学研究手段的综合,系统地开展对动态信息的记忆表征和加工的认知神经科学研究,重点关注前额叶皮层在动态信息加工中的作用,探索人类神经系统加工和处理动态信息的内在机制。本研究对深入理解人类智能如何解决动态信息处理这个问题有重要的科学价值,对完善人类短时记忆和工作记忆的模型有重要的理论意义,同时对发展和应用多方式认知神经科学研究也有重要技术参考价值。
本课题通过一系列实验研究探索了动态信息加工的神经机制,重点关注了前额叶(PFC)和运动知觉皮层(MT)的作用。研究手段包括行为实验、BOLD /ASL Perfusion fMRI、功能连通性分析等技术方法。研究发现(1)控制运动知觉条件下,经典的表征动量实验状态相对于对照状态并不激活MT,而激活了PFC;(2)快速的表征动量实验状态相对于慢速实验状态引起更强的PFC的激活;(3)改变实验任务为与空间位置无关的颜色判断任务仍然引起PFC的激活;(4)MPFC的激活与表征动量的记忆偏移大小有显著的负相关。基于以上发现,我们提出一种解释表征动量与动态表征机制的理论假设表征动量与动态表征可能来源于心理表征内部与任务要求无关的自发的对未来事件的预测,需要MT的参与,但主要涉及的是PFC,其中MPFC起着自动预测的"心理刹车器"的作用。此外,我们的探索性研究还发现(5)动态动作序列FEP任务不直接激活PFC,但增强了PFC与感觉运动皮层的功能连通性;(6)多维复杂动态自然刺激条件下,MT/V5区仍然是特定的运动知觉功能区;(7)5-HTTLPR基因多态性影响了基准状态下的脑功能活动模式。