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参考读物


下面罗列的读物是本课程的基础。从  PubMed (一个在线数据库,提供可获得来自生物医学文献的引文)可得到杂志文章的摘要

粗略的和功能性的神经解剖示例

本科生和研究生的必读物

  • Gazzaniga, M.S., Ivry, R.B., & Mangun, G.R., “认知的基础”, 认知神经科学: 心灵的生物学, W. W. Norton & Co., New York, 1998, pp. 44-68. 

认知神经科学中的方法

本科生和研究生的必读物

  • Gazzaniga, M.S., Ivry, R.B., & Mangun, G.R., “认知的基础”, 认知神经科学: 心灵的生物学, New York, W. W. Norton & Co., 1998, pp. 23-44.
  • Hannay, H.J., “神经心理学研究中一些问题和关系:导论”, 人类神经心理学中的实验技术, H.J. Hannay (Ed.), New York, Oxford University Press, 1986, pp. 3-14.
  • Weiskrantz, L., “一些陷阱和大话”,行为变化的分析, , L. Weiskrantz (Ed.), New York, Harper and Row, 1968, pp. 415-429.

运动系统解剖学和生理学

本科生和研究生的必读物

  • Kandel, Schwartz & Jessell, “自主运动”, 神经科学的原理, Norwalk, Appleton & Lange, 1991, pp. 609 – 625.
  • Kandel, Schwartz & Jessell, “小脑”, 神经科学的原理, Norwalk, Appleton & Lange, 1991, pp. 626 - 646.

运动控制:障碍

本科生和研究生的必读物

  • Kandel, Schwartz & Jessell, “基底神经节”, 神经科学的原理, Norwalk, Appleton & Lange., 1991, pp. 647-659.
  • Growdon, J. H., Corkin, S. & Rosen, T. J., “帕金森疾病中认知功能障碍的独特方面”, 神经学进展, 53, 1990, pp. 365-376.
  • Schmahmann, J.D. & Sherman J.C., “ 小脑的认知情感综合症”, , 121, 1998, pp. 561-579.
    • PubMed 摘要:  解剖学的、生理学的和功能性神经成像的研究表明,小脑参与了高度有序化功能的组织,但是很少有临床上的相关案例描述提到这种可能性。我们对20例患有小脑疾病的患者进行了神经学检查、床头心理状态测验、神经心理研究和解剖学成像。 评估了神经和心理功能变化的性质和严重程度。那些小脑后叶和蚓体受损的患者临床上表现出明显的行为变化,在某些案例中,他们是陈述中最惹人注意的方面。这些变化具有下列特征:执行功能缺损如计划、调整转换、言语流畅性、抽象推理和工作记忆;空间认知困难包括视觉空间组织和记忆;伴随性情感僵化、去抑制性的或不适当的行为的人格变化;语言缺失包括语法违反、言语声律障碍。小脑前叶的损毁只引起执行功能和视觉空间功能较小的变化。我们把这种新界定的实体称为“小脑认知情感综合症”。缺失的这些东西意味着将小脑与前额部、后顶叶、颞上部和边缘皮层连接起来的小脑神经环路调整的剥夺。

本科生和研究生的必读物(推荐给本科生)

  • Alexander, G. E. & Crutcher, M. D, “基底神经节环路的功能剥夺:平行加工的神经基础”, 神经科学的趋势, 13(7), 1990, pp. 266-271.
    • PubMed 摘要:  在过去的二十年里,由于我们对这些结构的解剖学、生理学和药理学的理解取得了重要进展,基底神经节组织的概念已经发生了明显的变化。来自这些领域中每个领域的独立证据越来越明显地表明,不管从哪个角度看待这些结构,基底神经节的功能结构在性质上是根本平行的。这代表着对基底神经节组织一般只强调它们之间一系列联结的早期概念的背离。当前的证据表明,基底神经节被组织成几个在结构上和功能上明显不同的“环路”,它们将皮层、基底神经节、丘脑同每个聚集在前额叶的环路相连接。在该综述中,把基底神经节“运动”环路用作主要事例的Garrett Alexander和Michael Crutcher,讨论了最近的证据,这些证据表明,平行的功能结构很可能也是每个单独环路内组织的特征。

补充读物(推荐给全体学生)

躯体感知系统

本科生和研究生的必读物

  • Goldstein, E.B., “躯体感觉”, 感觉和知觉 (第四版), Wadsworth, 1996,  pp.459-487.

视觉: 解剖学和生理学

本科生和研究生的必读物

本科生和研究生的必读物(推荐给本科生)

  • Mason, C. and Kandel, E.R., “中央视觉通路”, 神经科学基本原理, 第三版, E.R. Kandel, J.H. Schwartz, and T.M. Jessell (Eds.), Amsterdam, Elsevier, 1991, pp. 420-439.
  • Ungerleider, L.G. and Haxby, J.V., “'人脑中的“什么”和“哪里””, 神经生物学的当前观点, 4, 1994, 157-165.
    • PubMed 摘要: 非人灵长类中的多重视觉区域被组织成两个分层次的、功能上特定的加工路径,一条是物体视觉的“腹侧通路”,一条是空间视觉的“背侧通路”。最近来自PET激活研究的发现已经在人脑内确定了这些通路的位置,使对皮层的层次性、功能的特定性和注意的机制有了深刻的认识。

背诵:功能康复

本科生和研究生的必读物

  • Kolb, B., and Whishaw, I. Q., “功能康复:人类神经心理学基础”(第四版), New York, W. H. Freeman, 1996, pp. 539-565.

视觉:障碍

本科生和研究生的必读物

  • Kolb, B., and Whishaw, I.Q., “Fundamentals of human neuropsychology (4th ed.)”, The Occipital Lobes, New York, W.H. Freeman, 1996, Chapter 11 (pp. 251-263)
  • Farah, M.J., “The apperceptive agnosias”, Visual agnosia:  Disorders of object recognition and what they tell us about normal vision, MIT Press, 1990, pp. 7-33.
  • Farah, M.J., “The associative agnosias”, Visual agnosia:  Disorders of object recognition and what they tell us about normal vision, MIT Press, 1990, pp. 57-92.
  • Weiskrantz, L., “Blindsight”, Handbook of neuropsychology, Vol. 2, F. Boller and J. Grafman (Eds.), Amsterdam, Elsevier, 1989, pp. 375-385. 

本科生和研究生的必读物(推荐给本科生)

  • Etcoff, N.L., Freeman, R., and Cave, K.R., “我们能失去对面孔的记忆吗? 面孔失认症中的内容特定性和觉察”, 认知神经科学杂志, 3, 1991, pp. 25-41.

视觉:面部和物体知觉

本科生和研究生的必读物

  • Moscovitch, M., Winocur, G. and Behrmann, M., “面部再认有什么特殊性?19世纪一位视觉物体认识不能而面部再认正常者的实验”, 认知神经科学杂志, 9(5), 1997, pp. 555-604.
  • Epstein, R. and Kanwisher, N., “局部视觉环境的皮层表征”, 自然, 392, pp. 598-601.
    • PubMed 摘要: 颞中脑区如海马结构和旁海马皮层已经基本上被看作具有定向和视觉记忆的功能。然而,这些脑区中每个区域的特定功能还是不清楚的。这里,我们呈现人类旁海马皮层内一特定区域与定向的重要成分有关的证据:知觉局部视觉环境。这个区域,我们称为“旁海马地点区域”(PPA),在被动地观看场景时的功能性磁共振成像中能自动地、有选择地作出反应,但是,对单一物体仅有微弱的反应,而对面孔则根本没有反应。这种激活的重要因素表明了存在着与局部空间排列有关的刺激信息。PPA对空间排列场景有反应而对不连续的物体(空的房间)无反应,同对包含有多重物体(有家具的相同房间)的复杂而有意义的场景有反应一样的强烈,是对没有三维空间环境(来自这些房间的家具在空白的背景上)的多重物体反应程度的两倍。如果场景的表面被重组以至于它们不再被看作是一个连贯的空间,那么,这种反应就会下降。我们认为,PPA通过对局部环境的几何进行编码来表征地点。
  • Farah, M. J., “Is an Object an Object an Object?  Cognitive and Neuropsychological Investigations of Domain Specificity in Visual Object Recognition”, Current Directions in Psychological Science, 1992, pp. 164-169.

本科生和研究生的必读物(推荐给本科生)

视觉: 注意

研究生和本科生必读物

  • Posner, M. I., “Attention in cognitive neuroscience: an overview”, The Cognitive Neurosciences, M. S. Gazzaniga (Ed.), Cambridge, MA, MIT Press, 1995, pp. 615-624.
  • Rafal, R., and Robertson, L., “The neurology of visual attention”, The Cognitive Neurosciences, M. S. Gazzaniga (Ed.), Cambridge, MA, MIT Press, 1995, pp. 625-648. 

研究生必读物(推荐给本科生)

  • Knight, R. T., “Distributed cortical network for visual attention”, Journal of Cognitive Neurosciences, 9, 1997, pp. 75-91.

视觉: 想象和忽略

本科生和研究生的必读物

  • Farah, M. J., Brunn, J. L., Wong, A. B. Wallace, M. A. & Carpenter, P.A., “空间注意分配的参考框架:来自忽视症的证据”, 神经心理学报, 28, 1990, 335-347.
    • PubMed 摘要:  关于参考框架或空间协调系统的问题,是把注意分配给空间中的位置吗?我们先假定忽视症患者存在已经被损毁了的空间注意系统的问题,有三种明显不同类型的空间参考框架:以阅读者为参照,对位置进行编码的阅读者中心;以环境为参照对位置进行编码的环境中心;和以物体为参照对位置进行编码的物体中心。这三种候选性的参考框架被通过或者旋转阅读者或者旋转刺激物体而大大减弱。视觉搜索作业表明,被忽视的视野既是被根据阅读者为中心的参考框架所确定的,也是被根据环境为中心的参考框架所确定的,但却不是根据物体为中心的参考框架所确定的。对注意空间分配中物体的作用以及我们的发现与“两个皮层视觉系统”假设之间的关系进行了讨论。
  • Meador, K.J., Loring, D.W., Bowers, D., and Heilman, K.M., “远期记忆和忽视症”, 神经学, 37, 1987, 522-526.
    • PubMed 摘要:  三名右侧大脑梗死和存在左半空间远期回忆障碍甚至把想象的方位颠倒180度也无法回忆的忽视症患者。一名患者在4个月后被再测,尽管有所提高,但却连续/而一致地回忆了更多右半空间的项目。对他进行了以其头/眼睛对每一侧进行身体定向的东部和西部心理定向测验。当他的头/眼睛的方位被从身体的右半空间转换到左半空间时,左半空间想象到的回忆项目提高了26%。结果表明,忽视症患者中对左测视觉空间记忆的记忆痕迹没有被损毁,只是不能激活。
  • Kosslyn, S.M., Alpert, N.M., Thompson, W.L., Maljkovic, V. et al., “视觉心理想象以拓扑的形式激活有组织的视觉皮层”, 认知神经科学杂志, 5, 1993, 263-287.
  • Kosslyn, S.M., Thompson, W.L., Kim, I.J., and Alpert, N.M., “初级视觉皮层中心像的拓扑表征”, 自然, 1995, 378, 496-498.
    • PubMed 摘要:    我们这里报告了使用PET揭示当被试闭上眼睛和想象物体时初级视觉皮层的激活。图象的大小与所预期的最大激活位置存在着系统的关联,因为最早的视觉区域是被以空间形式组织的。这些结果虽然很明显,但是,只是在想象的条件与非想象的基线进行比较时才发生,在这些条件中,所呈现的听觉线索是相同的(因而,对刺激是加以控制的);当使用静止的基线(因而,就没有控制脑的激活)时,想象的激活就不明显了,因为基线条件期间存在着视觉皮层的激活。这些发现解决了有关想象是否激活了早期视觉皮层的文献中的争论,表明,视觉心理想象与“描述性”的表征有关,不单独与类语言描述有关。而且,甚至在最早的视觉区域中储存着视觉信息的事实可能影响着加工表明,知识可能在根本上影响者一个人看到了什么。

本科生和研究生的必读物(推荐给本科生)

  • Mesulam, M.-M., “定向注意和单侧忽视的皮层网络”, 神经学年报, 10, 1981, 309-325.

语言: 音位加工和句法

本科生和研究生的必读物

  • Gazzaniga, M.S., Ivry, R.B., & Mangun, G.R., “语言与脑”, 认知神经科学:心灵的生物学, New York, W. W. Norton & Co., 1998, pp. 289-321.  
  • Dronkers, N. F., “协调讲话清晰度的新脑区”, 自然, 384, 1996, 159-161.
    • PubMed 摘要:   人类的言语需要嘴部和舌部运动复杂的计划和协调。某些类型的脑损伤可以导致一种已知的叫做言语运用不能的情形,在这种情形中,患者存在着协调言语运动能力的损伤,但是,他们知觉言语声音的能力包括自身声音错误的能力不受影响。然而,涉及协调言语的脑区很大程度还是未知的。本研究中,把分节动作的运动计划存在障碍的25例脑中风患者的脑损伤同没有这种损伤的19例中风患者的脑损伤进行了比较。在这两组之间发现了明显的双重分离。所有具有分节计划缺损的患者都存在着脑岛左前中央回一个不连续区域的损伤和前额及颞叶下一个皮层区域的损伤。不存在分节缺损患者的这个区域均被完全保留下来。因此,这个区域对于言语运动计划来说,似乎是特定的。
  • Levelt, W. J. M., & Indefrey, P., “The Speaking Mind/Brain: Where Do Spoken Words Come From?”, Paper presented at the First Mind Articulation Symposium on ‘Image, Language and Brain’, Tokyo, Japan, 1998.
  • Phillips, C., Marantz, A., Yellin, E., Pellathy, T., McGinnis, M., Wexler, K., Poeppel, D., & Roberts, T., “Auditory Cortex Accesses Phonological Categories: an MEG Mismatch Study”,(Manuscript in Preparation), 1999.
  • Sams, M., Aulanko, R., Haemaelaeinen, M., Hari, R., Lounasmma, O. V., Lu, S. T., & Simola, J., “观看的言语:来自调节人类听觉皮层活动的唇部运动的视觉信息”, 神经科学通讯, 1991, 127, 141-145.
    • PubMed 摘要:   对左半球神经磁场反应的记录发现了将听到的和看到的言语加以整合的皮层区域。听觉刺激是以芬兰语/ pa/音节连同录像带上或者发协调音节/ pa/(刺激中的84%,V=A)或者发不协调音节/ ka/(16%, V不等于A).的面孔一同呈现的。在有些被试中,这个概率正好反过来。被试把V不等于A的刺激听成ta/ 或ka。对小概率刺激的磁场反应诱发出了特定的波形,可以用颞上听觉皮层的活动加以解释。这些结果表明,来自分节运动的视觉信息进入到了听觉皮层。

本科生和研究生的推荐读物

  • Grodinsky, Y., “句法的神经学:  没有布洛卡区的语言使用”, 行为和脑科学, 23(1), 2000.  

额叶功能

本科生和研究生的推荐读物

  • Kolb, B., and Whishaw, I.Q., “额叶”, 人类神经心理学的基本原理 (第四版), New York, W.H. Freeman, 1996, Chapter 14, pp. 305-331.

研究生的必读物(推荐给本科生)

  • Stuss, D. T., Eskes, G. A., & Foster, J. K., “额叶功能的实验神经心理学研究”, 神经心理学手册 (第9卷12册):  额叶, Boller & Spinnler, (Eds), 1994, pp. 149-185.

边缘系统解剖学和历史纵览

本科生和研究生的必读物

  • Eichenbaum, H., “叙述性记忆:来自认知神经生物学的认识”, 心理学年鉴, 48, 1997, 547-572.
    • PubMed 摘要:   叙述性记忆不同于其它形式的记忆的发现,是认知科学一个重要的最新成果。对有关叙述性记忆性质的基本问题,在有关它的潜在脑机制研究展望的综述中加以了思考。这些研究表明,叙述性记忆是由特定的脑系统包括大脑皮层区域和对记忆加工具有显著的功能性促进的海马区域所调节的。这些加工机制以能够支持叙述性记忆表达或外显记忆表达的方式调节着记忆的组织。此外,人类叙述性记忆的基本属性可以被看作是从动物中有组织的记忆表征和灵活记忆表达中进化来的。
  • Dusek, J.A., & Eichenbaum, H., “海马和对有序刺激关系的记忆”, 国家科学院学报. USA, 94, 1997, 7109-7114.
    • PubMed 摘要:   人类叙述性记忆与支持信息的系统组织有关,支持着对来自已经获得的知识的普遍化和推理。这种记忆依赖人类的海马区域,但是,动物在一定程度上也有叙述性记忆,动物中记忆的推理表达是否依赖海马,在认知神经科学中还是一个重要的挑战。为了检验这些问题,我们使用了最先由Piaget倡导的传递性推理测验评估儿童逻辑推理和知识的系统组织能力。在我们改编的测验中,训练老鼠在一套四种重叠气味辨别问题中或者独立地编码或者在气味刺激之间编码成一个单独的有序关系的表征。正常老鼠学会了这些问题,并通过对项目的传递性推理而不是在训练期间一起呈现它们加以了证明。相比之下,在或者将来自皮层或者将来自子皮层的海马联系切断后,老鼠成功地学会了独立辨别问题,但却没有显示出传递性推理,表明,它们不能发展出或不能推理性地表达刺激元素的有序组织。这些发现有力地支持了这一观点,即动物的海马具有像人类一样调节着普遍的叙述性记忆的能力。
  • Wood, E.R.,  Dudchenko, P.A.  & Eichenbaum, H., “海马神经元活动中记忆的整体记录”, 自然, 397, 1999, 613-616.
    • PubMed 摘要:    人类中,脑的海马区域对于大量材料的叙述性记忆或情节记忆是重要的。相比之下,对于其他生物的海马是否调节着相似的普通记忆功能或它是否促进空间记忆加工,还存在着争论。空间观点的证据主要来自对位置细胞—海马神经元的观察,每当动物处于环境中的某一特定位置,或当它知觉到某一特定刺激或当它在某一特殊场合表演某个特定行为时,海马神经元就放电。我们让老鼠在一个丰富的空间环境中的几个不同的位置执行同样的再认记忆任务,发现,许多海马神经元的活动一致地同知觉的、行为的和认知的事件有关联,而不管这些事件发生的位置。这些结果表明,非空间事件是海马表征的基本要素,支持这样的观点,即在各种生物中,海马在同记忆有关的信息加工中有着广泛的作用。

研究生的必读物(推荐给本科生)

  • Lipton, P., Alvarez, P., and Eichenbaum, H., “啮齿框额皮层中的跨通道联结表征”, 神经元, 22, 1999, 349-359.
    • PubMed 摘要:    对那些经过训练去执行鼓励对明显不同的气味与被侦别产生这些气味的场所之间建立偶然联结任务的老鼠眶额皮层(OF)的神经元放电模式进行了分析。当动物处于特定的位置或者抽样出的特定气味时,许多神经元的放电具有明显的不同。此外,当动物到达与那个气味相联结的位置时,在气味呈现之前,这些细胞的重要部分显示出特定气味的放电模式的发现表明,OF中的神经元在长时记忆内对气味和位置之间的跨通道联结进行了编码。

记忆(讲座I)

本科生与研究生必读物

  • Squire, L.R., “记忆”, 美国百科全书, 18, 1997, 677-682.
  • Squire, L.R., and Zola, S., “记忆,记忆损伤与颞中叶”, Cold Spring Harbor Symposia on Quantitative Biology, LXI, 1996, 185-195.
    • PubMed 摘要:   应当把这里描述的认知与神经解剖研究看作是向分析大脑是如何组织它的记忆功能迈出的第一步,它将为更精细的神经生物分析打开大门。关于叙述性记忆,采用单细胞记录技术直接对新大脑皮层中的表征进行研究将很快成为可能,我们将直接观察到对叙述性记忆具重要作用的神经的可塑性发展,并确定在学习、巩固和提取的过程中颞中叶与新大脑皮层是如何相互影响的。在这点上,由Miyashita和他的同事发展出的范式似乎具有特别的发展潜力(Sakai和Miyashita, 1991; Hguchi和Miyashita, 1996)。对于非叙述性记忆,现在已经可以识别出一些特殊类型记忆所必需的特定大脑系统。接下来重要的一步是确定这些系统对于记忆的获得、储存或表达是否是必需的,并精确地识别出支持每一类记忆的突触变化都发生在何处。
  • Corkin, S., Amaral, D.G., Johnson, K.A., and Hyman, B.T., “H.M.的颞中叶损毁:来自MRI 的研究结果”, 神经科学杂志, 17, 1997, 3964-3979.
    • PubMed 摘要:   尽管对健忘症患者H.M.的神经心理学研究为正常的记忆功能依赖于颞中叶的观点提供了令人信服的证据,但是对他外科手术切除的整个范围并没有做出说明。我们采用磁共振成像研究来精确划定他双侧大脑切除的范围并说明可能存在的其他大脑异常。MRI研究显示损毁呈双侧对称,包括了颞叶中部中心皮层,杏仁体的大部,内嗅皮层的大部或全部以及海马结构内心室部分喙尾范围的一半左右(齿状回,海马和下脚体)。侧副沟在大部分颞叶上都可以看到,说明位于回间沟背部的腹侧鼻周皮层部分未受损伤;旁海马皮层(TF和TH 区)大部分保存完好。切除的喙尾部分大约为5.4cm(左)和5.1cm(右)。虽然有所萎缩,海马体尾部大约有2cm保存完好(正常长度约为4cm)。颞部主干也未受损伤。除颞叶以外,小脑证明发生严重萎缩,乳突核也有所萎缩。颞叶侧部,前额叶,顶叶和枕叶皮层表现出66岁成人应有的正常状态。丘脑的中背部未表现出明显的放射性变化。这些结果为以下观点提供了支持,即除了后面将要看到的大量选择性海马损毁外,海马结构及邻近皮层结构的损毁将引起全脑持久性的健忘症并使健忘症病情恶化。
  • Moscovitch, M. and Nadel, L., “巩固与再访海马体:支持多重线索模型”, 神经生物学的当前观点, 8, 1998, 297-300.

记忆(讲座II)

本科生与研究生必读物

  • Nadel, L. and Moscovitch, M., “记忆巩固,逆行性遗忘与海马体”, 神经生物学的当前观点, 7, 1997, 217-227.
    • PubMed 摘要:    近来对人类和非人类被试海马体损伤引起的逆行性遗忘的研究结果显示逆行性遗忘具有广泛性,可能会伴随被试的一生;遗忘的程度依评估的记忆类型不同而不同。这些以及其他的研究结果说明海马结构及其相关结构与某些记忆形式相关(如,自传式情节记忆和空间记忆),因为只要它们存在,就会对贮存于大脑某处的其它记忆形式的转换和稳定发挥作用。
  • Milner, B., “记忆与人脑”, ,我们怎么知道, Shafto, Ed., San Francisco, Harper & Row, 1985, pp. 31-59. 
  • Murray, E., “非人类灵长动物的物体记忆”, 认知神经科学(第二版), Gazzaniga, M., Cambridge, MA, MIT Press, (In Press).
  • Murray, E. and Bussey, T., “鼻周皮层的知觉-记忆功能”, 认知科学的趋势, (In Press).  

记忆(讲座Ⅲ)

本科生与研究生必读物

  • Baddeley, A., “工作记忆的最新发展”, 神经生物学的当前观点, 8, 1998, pp. 234-238.
    • PubMed 摘要:   对工作记忆视觉和言语子系统的研究表现出蓬勃发展的趋势,PET、fMRI与行为数据都为独立的系统提供了支持,对工作记忆也可以做进一步的细分。执行加工过程的分析揭示出大量的子加工过程,这为认知心理学、神经心理学和功能成像之间交互作用的研究提供了非常广阔的研究领域。
  • Petrides, M., “单侧额叶皮层对记忆的贡献”, 神经科学, 8, 1996, pp. 57-63.
  • Owen, A. M., Morris, R. G., Sahakian, B. J., Polkey, C. E., and Robbins, T. W., “记忆的双分离与额叶切除、颞叶切除或杏仁核-海马切除后工作记忆任务中的执行功能”, , 199, 1996, pp. 1597-1615.
    • PubMed 摘要:   在一个空间工作记忆的计算机测试中,32名单侧或双侧额叶切除的神经外科病人,41名单侧颞叶损毁的病人和19名接受单侧杏仁核-海马切除术的病人与相匹配的控制组被试进行比较。在额叶受损组中观察到了显著缺陷,即使在任务难度处于最低水平时,损伤也造成被试对可以提高任务成绩的特定搜索策略不能使用。相反,颞叶受损组和杏仁核-海马切除组则只在最难的任务水平上观察到了缺陷且两个组都没有出现不能利用某些特定搜索策略的问题。在后续研究中,在视觉和言语工作记忆的模拟计算机试验中将三个病人组的成绩进行比较,在额叶受损组中没有观察到缺陷,颞叶受损组和杏仁核-海马切除组在视觉工作记忆条件下出现严重损伤,而言语工作记忆条件下未出现缺陷。这些缺陷在所有任务难度水平上都会出现,而与任何搜索策略无关。在额叶和颞叶受损组中观察到因材料不同而表现出相反的缺陷,根据“执行”和“记忆”机制对这些缺陷所起的相对作用来对数据进行讨论。
  • Owen, A. M., Evans, A. C., and Petrides, M., “ 侧额叶皮层中空间工作记忆加工两阶段模型的证据:一个正电子发射断层投影术研究”, 大脑皮层, 6, 1996, pp. 31-38.
    • PubMed 摘要:   以前对非人类灵长动物和额叶受到损伤病人的研究认为,在空间和非空间工作记忆任务的完成中额叶皮层起着关键的作用。当前研究使用正电子放射断层投影术和磁共振成像来证明人脑侧额叶皮层存在两个功能独立的子结构,它们分别负责空间工作记忆的不同方面。研究使用了5个空间记忆任务,根据它们要求的执行加工过程不同而变化不同的记忆任务。当任务需要对保留在工作记忆中的一系列空间运动进行组织和执行时,在双侧腹外侧额叶皮层(47区)可以观察到血流量的显著变化。与之相反,当任务要求在工作记忆中对空间信息进行积极监控和操作时,在额叶皮层的背外侧中部(46区和9区)观察到了另外的激活中心。这些研究结果为侧额叶皮层内空间工作记忆加工的两阶段模型提供了支持。

记忆(讲座IV)

本科生与研究生必读物

  • Schacter, D. L., “内隐记忆:认知神经科学的新领域”, 认知神经科学, M. S. Gazzaniga, 1995, Chapter 52, pp. 815-824.
    • PubMed 摘要:   尽管外显记忆很差,但健忘症患者通常在内隐记忆测试中表现出完好的启动效应。在以前的研究中,我们发现健忘症患者在任务中表现出正常的听觉启动,在这一任务中控制组被试获得的启动大小与说话者的声音在学习和测试阶段是否相同并无关系;而在另一任务中控制组被试在学习和测试阶段说话者声音相同时获得的启动要高于声音不同时获得的启动,这时发现健忘症患者的声音特异性启动受到损伤。当前实验为健忘症保存完好的听觉启动提供了进一步的证据,证明正常的启动效应并不是低水平基线成绩的伪迹,为健忘症患者在不要求他们将词和声音信息绑定的实验条件下表现出声音特异性启动提供了启发性的证据。
  • Keane, M. M., Gabrieli, J. D. E., Mapstone, H. C., Johnson, K. A., and Corkin, S., “双侧枕叶或颞中叶损毁后记忆容量的双分离”, , 118, 1995, pp. 1129-1148.
    • PubMed 摘要:    对最近见过信息的记忆可以通过对材料进行有意识的回忆和再认或是对材料再加工时表现出的易化,一种称之为重复启动的效应中反映出来。重复启动可以是知觉的(以形式为基础)或概念的(以意义为基础)。一名双侧枕叶损毁的病人(L.H.) 和一名双侧颞中叶损毁的病人(H.M.)在视知觉启动(L.H.受到损伤,H.M.保存完好)和视觉再认记忆(L.H.保存完好,H.M.受到损伤)上表现出双分离。L.H.对视觉呈现的单词表现出完好的概念启动;他的这种视知觉启动受损,概念启动完好的模式与以前对阿尔茨海默症患者的研究得到的结果表现出相反的分离,这些阿尔茨海默症患者的枕叶皮层相对保存完好。这些双分离说明定位于枕叶的记忆系统对视知觉启动效应进行调节,这一系统与调节概念启动效应的神经回路相互独立,与支持有意识再认最近见过信息的边缘——间脑系统也相对独立。
  • Clark, R. E. and Squire, L. R., “经典条件反射与大脑系统:意识的角色”, 科学, 280, 1998, pp. 77-81.
    • PubMed 摘要:   经典条件反射中的眨眼反应,可能是脊椎动物联想学习最佳的研究例子,它具有相对自动化和反射性,在标准的实验设计中(简单延迟条件反射),海马损毁的动物身上它仍保存完好。在延迟条件反射中,一个声音[条件性刺激(CS)]在空气吹向眼睛[非条件性刺激(US)]之前呈现。然后紧接着呈现US,两个刺激相继呈现。在追踪条件反射,一种标准范式的变式中,CS结束和US开始之间插入一个短暂的间隔(500到1000毫秒)。海马损毁的动物无法习得追踪条件反射。海马构成体受损的健忘症患者和正常的自愿者参加了两种延迟条件反射和两种追踪条件反射的试验,然后评估他们觉察到CS和US之间时间关系的程度。健忘症患者以正常速度习得延迟性条件反射,但无法获得追踪条件反射。对于正常的自愿者,对CS与US之间时间关系的觉察与成功习得延迟性条件反射没有关系,但它是成功习得追踪条件反射的先决条件。追踪条件反射受到海马控制,因为就象在叙述性记忆的其它任务中那样,在训练阶段必须获得有意识的知识。追踪条件反射可以在当前对多重记忆系统和海马功能观点的理解上为研究非人类动物的意识提供一种手段
  • Shadmehr, R., Brandt, J., and Corkin, S., “健忘症被试的随时间变化的运动记忆加工过程”, 神经生理学杂志, 80, 1998, pp. 1590-1597.
    • PubMed 摘要:   运动记忆的功能特性随时间发生变化。在人类身上记忆随时间变化的性质同样为某些“叙述性”记忆提供了证明。当叙述性记忆系统受到损害时,与运动记忆相联系的随时间变化的特性是否还保存完好?为了解答这个问题,我们对5名患全脑健忘症的被试(AMN)包括被试H.M.和一组在年龄上与之相匹配的控制组被试进行了测试。实验任务是向视觉呈现的目标做接近运动。我们发现H.M.(但其它被试没有)在完成任务中要求的视觉动作运动转换及在目标指定的方向上精确移动手的能力上存在严重损伤。经过扩展性练习,H.M.的成绩显著上升。在这一点上,使用了手上的一个力场。对A区域进行练习后,H.M.和其它AMN被试发展出后效并能将这些后效保持24小时。为了量化运动记忆的练习后特性,被试在第二天对A区域进行重新测试5分钟后开始学习B区域。在两组被试中,A区域的成绩都要比他们自己一天前的最初成绩差很多。这一后效说明了人们对刚学过的但现在已不适用的运动记忆的坚持。休息4小时后,再次对被试的B区域进行测试。现在成绩达到最初水平。4小时后的后效表明A区域记忆的影响有所下降。就像在5分钟和4小时后测量的那样,运动记忆保持随时间变化的模式在AMN和正常控制组被试身上不存在差异。
  • Knowlton, B. J., Squire, L. R., and Gluck, M. A., “健忘症的概率分类学习”, 学习和记忆, 1, 1994, 106-120. 
    • PubMed 摘要:    健忘症患者和控制组被试一起参加一个概率分类学习的研究。研究共三个实验任务,在每一任务中,四条不同的线索以各自的概率与两个结果中的一个相连。在每一试验中,线索可能单独出现或与其它线索一起出现,被试要选择他们认为正确的结果。每一试验后会给出反馈结果。在每个任务中,健忘症患者以与控制组被试相同的速度逐渐学会将线索与正确的结果联系起来,正确率从50%提高到大约65%。大概是因为线索—结果的联结是概率性的,对特殊试验得到结果的叙述性记忆就不像通过试验逐渐获得的信息那样对成绩有那么大的帮助。不过,当练习超过约50个试验后,叙述性记忆确实对成绩的提高产生作用,因为随着进一步练习,控制组被试的成绩明显好于健忘症患者。这同样证明概率分类任务成绩不是短时记忆中对线索-结果联系知识掌握的结果,因为当测试延迟5分钟后进行时(实验2)可以看到控制组被试和健忘症患者都拥有明显的记忆贮存。海马损毁的动物可以正常完成习惯学习任务,而概率分类学习似乎为之在人类被试身上找到了一个类比。

非人灵长类动物的工作记忆

本科生与研究生必读物

  • Roitblat, H.L., “工作记忆”,  比较认知导论,, New York, Freeman, 1987, Chapter 5, pp. 146-189,  READ pp. 166-189.
  • Miller, E.K., “视觉注意自上而下控制在前额叶皮层内的神经基础”, 注意和行为, 18, Monsell & Drivers, in press, 1999.  
  • Rushworth, M.F.S & Owen, A.M., “侧额叶皮层的功能性组织:电生理文献中的推测或现状”, 认知科学的趋势, 2, 1998, 46-53.

空间记忆与可塑性

本科生与研究生必读物

  • Wilson, M.A., & McNaughton, B.L., “海马空间联合编码的运动”, 科学, 261, 1993, 1055-1058.
    • PubMed 摘要:   对73到148只老鼠海马神经元的联合记录可能精确预测出动物通过周围环境时的活动,它同样证实海马会对特定位置的联合编码进行传送。在一个新环境中,联合编码最初是很少量的,但随着对环境的探索迅速增加。在这期间,许多抑制细胞的活动受到抑制,这说明新的空间信息在海马回路中创造条件从而使得那些假定与学习有关的突触发生改变。针对新异环境一种新的集合编码的发展实际上并不会改变对熟悉环境做出的编码,说明两种空间表征之间的干扰是很小的。这里简要描述的平行记录方法使我们有可能对独特行为事件中神经的交互影响开展动力学的研究。
  • Wilson, M.A., & Tonegawa, S., “突触可塑性,位置细胞与空间记忆:第二代knockout研究”, 1997.
    • PubMed 摘要:   遗传工程老鼠的使用是神经科学研究的一个主要发展,基因工程无疑是一项有力的技术,但是,这种方法的价值倍受争议,特别是关于探测复杂行为如记忆的深层基础时对它的运用。这项技术最近的一个新发展是可以把一个特定的基因knockout定位于某一特定子区甚至定位于鼠脑内特定或有限的细胞类型上。仅位于海马CAI-锥体细胞内的NMDARI knockout就是这种方法的一个例子。运用基因工程获得的动物可以用几种方法进行测试,包括完成行为任务过程中的活体多重电极记录。数据为以下观点提供了强有力的证据,即在获得空间记忆和形成正常的CAI位置区域上,CAI突触上的NMDA受体决定性突触可塑性是必需的。这一关系说明丰富的位置区域可能是空间记忆形成的基础。
  • Wilson, M.A., & McNaughton, B.L., “睡眠中海马联合记忆的激活”, 科学, 265, 1994, 676-679.
    • PubMed 摘要:   在进行空间行为任务及任务之前和之后的慢波睡眠期间对三只老鼠海马“定位细胞”的较大联合进行了即时记录。与参加行为任务前的睡眠时期相比,动物占据环境中特定位置时同时激活的细胞在随后的睡眠中表现出上升的同时激活的趋势。在行为中没有激活的细胞或是受到激活但没有受到重叠空间激活的细胞则没有表现出这种上升的趋势。这种效应,在行为后的每个睡眠阶段逐渐下降,可能是由清醒时的经历引起的突触改变造成的。这样就像某些记忆巩固理论推测的那样,主动活动期间获得的信息在睡眠阶段在海马回路中得到再次表达。

阿尔茨海默症

本科生与研究生必读物

  • Cummings, J.L, Vinters, H.V., Cole, G.M. and Khachaturian, Z., “阿尔茨海默症:病因学,病理生理学,认知保留及治愈机会”, 神经病学, 51, 1998, S2-S17.
    • PubMed 摘要:   阿尔茨海默症(AD)的诊断准确性相当高。在有些研究中心的一系列报告中,临床诊断可以达到尸体解剖诊断90%的准确性。尸体解剖特有的组织病理学变化包括神经元纤维缠结,神经炎斑,神经元损失和淀粉样血管病。染色体 21, 14和1上的突变引起家族式AD。AD的风险因素包括高龄,较低的智商,小头和头部外伤史,女性可能承受额外的风险。易感基因本身不引发早老性痴呆症,但是当它与其它基因或外在因素结合时,就会影响早老性痴呆症发病的年龄以及提高发展成AD的可能性。在易感基因 (位于染色体19, 12和 6)中,19号染色体上阿朴脂蛋白(EApoE)的作用再次得到证实。不患上AD的保护性因素包括ApoE-2基因型,绝经妇女雌激素置换治疗史,较高的受教育水平,及使用非淄体激素消炎药的经历。与痴呆临床表现联系最紧密的近脑事件是进行性神经元功能异常和脑特定区域神经元损失。尽管先前发生的事件导致最终神经元衰退的结果还必须经过更详细的验证,但稳定的淀粉积累作为主要的致病事件已获得越来越广泛的接受。所有已知会引发AD 的突变都提高了β-淀粉肽的数量。这种从淀粉样前体蛋白中提取的蛋白质,当在β-折叠片结构中聚合时,会毒害神经并形成神经炎斑核。被选核中神经细胞的损失将引起影响神经系统的化学物质的缺乏,神经细胞缺失的组合和神经传递介质缺乏会导致痴呆综合症的出现。破坏的方面包括会造成细胞间交流混乱的神经化学物质缺乏,异常的合成和细胞骨架蛋白质的积累(如牛磺酸),突触缺失,树突削减,氧化代谢损伤和细胞死亡。认知保留和症状阈限的概念可以对教育,智力和脑的大小在AD发生与否及其症状产生时间上的影响做出解释。在对引起AD的致病事件的了解上取得的进展,为早期诊断和治疗干预提供了一个框架,这些治疗干预包括传递介质置换治疗,抗氧化剂,非淄体激素消炎药, 雌激素,神经生长因素和防止脑内淀粉形成的药物。
  • Gómez-Isla, T., Price, J.L., McKeel, Jr., D. W., Morris, J.C., Growdon, J.H., and Hyman, B.T., “非常轻度的阿尔茨海默症第II层的内嗅皮层神经元的深度损失”, 神经科学杂志, 16, 1996,  4491-4500.
    • PubMed 摘要:   内嗅皮层 (EC)就象一条通路在新大脑皮层和海马结构之间的联接中起着至关重要的作用。EC的第II层产生 perforant 通路,这是海马获得兴奋型输入的主要来源,第IV层接收海马主要的传出投射。阿尔茨海默症(AD)的EC受到严重损害,就象记忆受到的损伤那样。我们使用神经元计算的立体学原理来确定在AD非常早期的阶段EC内是否发生了神经元损失。我们对20名个体进行了研究,他们临死前的临床痴呆级别(CDR)分数为0(认知正常),0.5(非常轻度),1(轻度)或3(严重的认知损伤)。断层特异性神经元数将在局部基础上计算出来来代表整个EC。在认知正常的个体上(CDR=0),大约有650,000个神经元在II层上,1百万个神经元在IV层上,7百万个神经元在整个EC上。神经元的数量在60到90岁间保持不变。临床可诊断出的最轻度痴呆组中(CDR=0.5),所有个体都有足够的神经元纤维缠结 (NFTs) 和老年斑来做出AD的神经病理学诊断,他们比控制组的EC神经元少了32%。单层上神经元的下降甚至更加严重,与控制组相比,II层上的神经元数少了60%,IV层上的神经元少了40%。在严重的痴呆个案上(CDR=3),与控制组相比,II层上的神经元数少了大约90%,IV层上的神经元数大约少了70%。AD的神经元数与NFT 结构和神经炎斑的数量成反比,但与扩散性斑或总体斑的数量没有明显的关系。这些结果支持了以下结论:第 II层神经元的显著减少甚至可以将最轻微的AD与未患痴呆症的老年人作出区分。
  • Locascio, J.J., Growdon, J.H., Corkin, S., “C诊断,分段和跟踪阿尔茨海默症中的认知测试成绩”, Arch. Neurol., 52, 1995, 1087-1099.
  • Mayeux, R., Saunders, A.M., Shea, S., Mirra, S., Evans, D., Roses, A.D., Hyman, B.T., Crain, B., Ming-Xin Tang and Phelps, C.H., “阿尔茨海默症诊断中阿朴脂蛋白E基因型的利用”, 新英格兰医学杂志, 1998, 338, 506-511.
    • PubMed 摘要:   背景知识:基因编码阿朴脂蛋白E(APOE)的epsilon4等位基因与阿尔茨海默症有着很强的联系,但它对诊断所具有的意义还不确定。方法:我们对26所痴呆症中心其中一所的2188名患者的临床诊断和尸体解剖诊断进行总结从而对痴呆进行评估。以病理诊断证实的阿尔茨海默症作为标准,对临床诊断敏感性和特异性或APOE epsilon4 等位基因进行计算。采用来自多元方差分析的实验前和实验后概率来估算APOE基因型的附加值,从而生成一个描绘敏感性而不是错误正确率的接受者特征曲线。结果:2188名患者中,1833名给出了阿尔茨海默症的临床诊断,在1770名患者身上获得了尸体解剖病理学诊断的证实。62%临床诊断为阿尔茨海默症的患者有至少一个APOE epsilon4 等位基因,与之相比,65%病理诊断为阿尔茨海默症的患者至少拥有一个APOE epsilon4 等位基因。临床诊断的敏感性为93%,特异性为55%,而APOE epsilon4 等位基因的敏感性和特异性分别为65%和68%。虽然敏感性会有所下降,APOE基因型提供的附加信息使符合临床诊断阿尔茨海默症标准患者的整体特异性上升到84%。在针对年龄,临床诊断,性别和诊断中心上存在的差异进行调整后,提高的特异性在多元方差分析中保持统计显著。结论:APOE基因单独使用时因为不能提供充分的敏感性或特异性,因此不能作为阿尔茨海默症的诊断测试,但是当它与临床标准一起使用时,则可以提高诊断的特异性。
  • Price, D.L. and Sisodia, S.S., “家族式阿尔茨海默症中的突变基因与基因转录模型”, 神经科学年鉴, 21, 1998, 479-505.
    • PubMed 摘要:   在中到老年发生痴呆最普遍的原因就是阿尔茨海默症(AD)。一些AD的案例,尤其是那些早期发病的,都是家族式的和遗传的,就像常染色体显性疾病与对淀粉样前体蛋白 (APP) 或 presenilins (PS1 or PS2)进行编码的突变基因的出现有关。这些突变基因造成对记忆,高级认知加工和行为有重要作用的脆弱神经细胞群的功能异常/坏死。AD对7~10%65岁以上的个体和40%左右80岁以上的个体产生影响。对于较晚发病的案例,主要的风险因素是年龄和阿朴脂蛋白(apoE) 等位基因型,携带apoE4等位基因将是一个易感因素。在这篇总结中,我们简要讨论了AD的临床综合病症及阿尔茨海默症的神经生物学/神经病理学特征,然后将注意力集中于与常染色体显性家族式AD(FAD)相联系的突变基因,由这些基因编码的蛋白质生物,以及近来在描述突变基因和发展AD某些特征的基因工程动物模型研究上取得的令人振奋的进展。

老化对记忆的影响

本科生与研究生必读物

  • Huppert, F. A., “与年龄有关的记忆变化:对新信息的学习与回忆”, 神经心理学手册, 卷5, Boller, P. & Grafman, J. (Eds.), St. Louis, MO, Elsevier Science Publishers B. V. (Biomedical Division), 1991, pp. 123-147.
  • Craik, F. I. M., Morris, R. G., Morris, L. W., & Loewen, E. R., “老年人源发性健忘症与额叶功能之间的关系”, 心理学与老化, 5, 1990, 148-151.
    • PubMed 摘要:    文章报告了一项对正常老化,源发性健忘症和额叶功能之间关系进行探讨的研究。对24名老年人(60到84岁)就他们记得他们是从何处获得新事实信息的能力进行了测试,同时他们参加了测试言语流畅性的威斯康星卡片分类测试 (WCST)和其它心理测量测验。正常样本中患源发性健忘症的程度与年龄,言语流畅性及WCST中的一些测量成绩有关。源发性健忘症与IQ成绩无关,但可能与事实回忆的测量成绩有关。文章对老化、记忆和前额叶功能之间关系的意义进行讨论。
  • Loewen, E. R., Shaw, R. J., & Craik, F. I. M., “元记忆成分的年龄差异”, 实验老化研究, 16, 1990, 43-48.
    • PubMed 摘要:   青年人(N=58)和老年人(N=55)对摘自元记忆成年人问卷(MIA)三个维度:能力、任务和策略中的30个问题做出回答。在能力维度上老年被试的得分显著低于青年人,说明在日常记忆情境下他们面临更大的困难。在任务维度的某些项目上不存在年龄差异;两组被试对记忆任务要求拥有相同的认识。对策略问题的回答随着策略类型的不同而不同:青年被试比老年被试报告使用了更多的编码策略,而老年被试明显更多地报告了对与计划和组织有关的策略的使用。研究增加使用了一组青年被试(N=26)用来对策略使用中老化和环境要求各自的作用进行澄清。结果发现生活方式的变化和老化效应在特定记忆策略的使用上均发挥着部分作用。
  • Wingfield, A., Stine, E. A. L., Lahar, C. J., & Aberdeen, J. S., “记忆工作容量随年龄变化吗? “, 实验老化研究, 14, 1988, 103-107.
    • PubMed 摘要:   我们对25名假定非痴呆老年被试的阿尔茨海默症(AD)型脑内病理变化的脑地形分布进行了研究。采用硫黄素S,Alz-50, 和反β/A4淀粉免疫组织化学对9到20个细胞结构区域上的神经元纤维缠结(NFT)和老年斑(SP)进行数量估计。我们的观察说明(1)多数55岁以上的老年被试至少有少量NFT和SP;(2)非痴呆老年被试的NFT和SP脑地形分布在不同的细胞结构区域上遵循一致的受损模式;(3)内嗅和鼻周皮层及海马的CA1 / 下脚区域是NFT的多发区,而新大脑皮层区域则很少受到侵袭;(4)免疫组织化学定义的SP亚型在分布上有着截然不同的模式。β/A4免疫活性SP更多出现在新大脑皮层区域而不是边缘区域。Alz-50免疫活性SP很少出现且局限在那些包含Alz-50阳性神经元和NFT的区域。这些模式与AD中观察到的NFT与SP分级地形分布非常相似,说明在老化和AD出现NFT与SP的病理过程上两者存在共性。

研究生必读物(推荐本科生阅读)

  • Arriagada, P. V., Hyman, B. T., & Marzloff, K., “ “非痴呆老年被试阿尔茨海默症型病理变化的分布与阿尔茨海默症模式之间的对应””, 神经病学, 42, 1992, 1681-1688.
    • PubMed 摘要:   我们对25名假定非痴呆老年被试的阿尔茨海默症(AD)型脑内病理变化的脑地形分布进行了研究。采用硫黄素S,Alz-50, 和反β/A4淀粉免疫组织化学对9到20个细胞结构区域上的神经元纤维缠结(NFT)和老年斑(SP)进行数量估计。我们的观察说明(1)多数55岁以上的老年被试至少有少量NFT和SP;(2)非痴呆老年被试的NFT和SP脑地形分布在不同的细胞结构区域上遵循一致的受损模式;(3)内嗅和鼻周皮层及海马的CA1 / 下脚区域是NFT的多发区,而新大脑皮层区域则很少受到侵袭;(4)免疫组织化学定义的SP亚型在分布上有着截然不同的模式。β/A4免疫活性SP更多出现在新大脑皮层区域而不是边缘区域。Alz-50免疫活性SP很少出现且局限在那些包含Alz-50阳性神经元和NFT的区域。这些模式与AD中观察到的NFT与SP分级地形分布非常相似,说明在老化和AD出现NFT与SP的病理过程上两者存在共性。

发展的认知神经科学

本科生与研究生必读物

  • Diamond, A., “生命第一年认知变化中的前额叶”, 脑成熟与认知发展:比较与跨文化观点, K. R. Gibson & A. C. Petersen (Eds.), New York, Aldine de Gruyter, 1991, pp. 127-180.
  • Diamond, A., “成人与儿童认知间的差异:关键变量是语言的出现与否吗?”, 没有语言的思维, L. Weiskrantz (Ed.), Oxford, England, Oxford University Press, 1988, p. 337-370.
  • Bachevalier, J., & Mishkin, M., “幼猴学习与保持中的早期和晚期发展系统”, 行为神经科学, 98, 1984, 770-778.
    • PubMed 摘要:   显然记忆形成与习惯形成代表的是两个以相互独立神经机制为基础的性质完全不同的学习过程,这两个过程的功能发展在个体发展中相继产生。年龄不同的恒河猴组参加了延时样品不匹配和24小时并发辨别学习的实验,这两种学习分别被看作是对再认记忆和辨别习惯形成的测量。最年幼的那组幼猴直到4个月左右大时才开始学会不匹配任务。随着不断成熟,这一任务上的学习能力逐渐提高,但即使到了1岁仍未达到成年猴的熟练水平。对长时延迟和较长学习清单的学习后评估证实再认记忆要发展到成年猴的功能水平是一个缓慢的个体发生发展过程。与之相反,尽管使用了24小时的试验间间隔,3到4个月大的幼猴可以像成年猴那样很快学会对较长的配对物品做出辨别。幼猴在完成两种任务能力上的显著分离与在成年猴身上首次发现的因边缘系统损毁引起的遗忘造成的分离非常相似。研究结果说明尽管非边缘习惯系统成熟于幼年早期,但由边缘系统决定的记忆系统则要发展得慢些。

研究生必读物(推荐本科生阅读)

  • Diamond, A., “多巴胺对生命早期前额叶功能所具重要性的证据”, 皇家协会(伦敦)系列哲学学报 B, 351, 1996, 1483-1494.
    • PubMed 摘要:   大量的证据表明即使在幼年早期背外侧前额叶皮层对关键认知能力也起到促进作用,在接下来的十年左右这些能力获得显著发展。我们同样知道(a)在成年猴身上这些认知能力主要决定于多巴胺在前额叶皮层上的投射及(b)在需要由前额叶皮层决定的认知能力参与的任务里,随着幼猴成绩的提高,背外侧前额叶皮层中的多巴胺轴突分布发生改变,多巴胺水平上升。在开始研究这些认知能力在人类中甚至在人类幼年和儿童早期的发展是否主要取决于额叶前部多巴胺的投射之前,我们对假定存在前额叶皮层多巴胺神经分布选择性减少及背外侧前额叶皮层推动的认知功能出现选择性损伤的儿童进行了研究。这些儿童由于患有基因失调的苯丙酮酸尿症(PKU)很早即接受持续的治疗。对于PKU,将苯基丙氨酸(Phe)这种氨基酸转换为另一种氨基酸,酪氨酸(Tyr)的能力受到损伤。这使得Phe在血流中不断累积含量升高达到危险水平而Tyr的血浆水平下降。从而造成广泛的大脑损伤和严重的心理迟滞。当采用低Phe的食谱(这样使血浆中Phe 和Tyr的不平衡水平控制在适度范围内)对PKU进行适度调控时,可以避免出现严重的心理迟滞,但较高级的认知功能仍出现缺损。在一个持续4年的纵向研究中,我们发现那些Phe血浆水平为正常儿童3-5倍的PKU儿童在工作记忆和抑制控制功能上出现的这些缺损受控于背外侧前额叶皮层。婴儿甚至也表现出这些损伤的事实说明前额叶皮层的多巴胺神经分布甚至对在生命第一年中这些能力的适当表达亦是至关重要的。为了对内在生物机制的假设进行验证,我们创建了第一个早期持续治疗PKU的动物模型。正如预计的,实验动物前额叶皮层的多巴胺和多巴胺代谢物,高香草酸(HVA)水平下降,在依靠前额叶皮层功能来完成的延迟交替任务上表现出成绩受损。去甲肾上腺素水平未受影响;但是在前额叶皮层之外的其它区域发现复合胺和多巴胺水平有所下降。如果因为投射到前额叶皮层的多巴胺神经元的特殊性质,使得血浆中Phe:Tyr处于适度不平衡状态的儿童的前额叶易受损伤,那么这些孩子那些拥有相同特性的其它多巴胺神经元也将易受损伤。视网膜内的多巴胺神经元就具有相同的性质(即,常常很高的激活和多巴胺更新率),我们已经发现血浆Phe水平高于正常儿童3-5倍的PKU儿童在对视网膜多巴胺水平敏感的行为测量中对比视敏度表现出受损。



 
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