IBT无疆科技首席科学顾问薛贵教授课题组在《Science Advances》发文揭示神经表征维度与记忆能力的关系
2022-05-08 Industry News

2022年4月20日Zoty中欧·(中国)体育官方网站熊猫体育-【中国区】官方平台网站,北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室薛贵教授(IBT无疆科技首席科学顾问)课题组在Science Advances在线发表了题为Higher-dimensional neural representations predict better episodic memory的研究论文博天堂(918)官方网站 - 让你更精彩必一·运动(B - Sports)体育官方网站,揭示了人脑高维神经表征提高记忆能力的神经机制博天堂(918)官方网站 - 让你更精彩球客岛-足球比分直播平台。

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在本研究中球友直播,球友体育,球友足球直播,球友体育直播MG不朽情缘·(China)追求健康,你我一起成长博天堂(918)官方网站 - 让你更精彩,作者采用了一个新的大脑神经表征的方法球客岛-足球比分直播平台必一·运动(B - Sports)体育官方网站球友直播,球友体育,球友足球直播,球友体育直播,即表征维度(Representational DimensionalMG不朽情缘·(China)追求健康,你我一起成长,简称RD)PA视讯·(中国区)官方网站 - PlayZoty中欧·(中国)体育官方网站球客岛-专业体育赛事直播资讯平台,来刻画大脑如何表征以及区分同一类别的多个不同学习材料(如人脸)熊猫体育Panda【官方网站】- Panda SPORTS。低的表征维度意味着个体利用少量的共同的特征(feature)来表征不同材料球客岛-足球比分直播平台必一·运动(B - Sports)体育官方网站球友直播,球友体育,球友足球直播,球友体育直播,使得神经表征更加鲁棒和可迁移;而高维度的表征则意味着个体利用更多的特征来表征不同材料必一·运动(B - Sports)体育官方网站博天堂(918)官方网站 - 让你更精彩,使得表征信息更加丰富和可区分球客岛-专业体育赛事直播资讯平台PA视讯·(中国区)官方网站 - Play。但表征维度是否存在个体差异Zoty中欧·(中国)体育官方网站球客岛-专业体育赛事直播资讯平台熊猫体育-【中国区】官方平台网站,其与个体的记忆能力存在怎样的关系博天堂(918)官方网站 - 让你更精彩PA视讯·(中国区)官方网站 - Play,以及影响表征维度的因素是什么必一·运动(B - Sports)体育官方网站博天堂(918)官方网站 - 让你更精彩熊猫体育Panda【官方网站】- Panda SPORTS?

为了回答这些问题熊猫体育-【中国区】官方平台网站必一·运动(B - Sports)体育官方网站,本研究利用了实验室在“中国青年成人认知神经遗传研究”(CNSCYA)项目收集的人脸-名字配对学习任务的功能磁共振成像数据(n = 468)MG不朽情缘·(China)追求健康,你我一起成长,以及新的神经表征维度分析指标(有效表征维度熊猫体育-【中国区】官方平台网站,RDeff)(图1)球客岛-专业体育赛事直播资讯平台球客岛-足球比分直播平台,来揭示表征维度与记忆的关系必一·运动(B - Sports)体育官方网站。

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图1 实验范式球友直播,球友体育,球友足球直播,球友体育直播,感兴趣区定义和表征维度估计示意图

研究發現人腦中的表征維度低于最大可能維度球客岛-足球比分直播平台,但遠高于深度神經網絡模型識別個體面孔所需的維度必一·运动(B - Sports)体育官方网站熊猫体育Panda【官方网站】- Panda SPORTS,表現出高維且魯棒的特性Zoty中欧·(中国)体育官方网站。有趣的是熊猫体育-【中国区】官方平台网站PA视讯·(中国区)官方网站 - Play球客岛-足球比分直播平台,越高級的面孔區的表征維度越高球客岛-专业体育赛事直播资讯平台必一·运动(B - Sports)体育官方网站,同時海馬則具有最高的維度(圖2)Zoty中欧·(中国)体育官方网站球客岛-足球比分直播平台。這些結果支持了大腦進行面孔加工時層級性的信息表征模式必一·运动(B - Sports)体育官方网站PA视讯·(中国区)官方网站 - Play,以及海馬的高度稀疏的神經表征特征球客岛-专业体育赛事直播资讯平台球友直播,球友体育,球友足球直播,球友体育直播。


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图2 人脑中面孔表征维度的层级性

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图3 面孔表征维度促进情景记忆的有效编码

進一步探索影響表征維度的可能機制PA视讯·(中国区)官方网站 - Play博天堂(918)官方网站 - 让你更精彩,本研究發現低維變異與額頂腦區的活動以及記憶能力均表現出顯著的負相關(圖4)熊猫体育Panda【官方网站】- Panda SPORTS熊猫体育-【中国区】官方平台网站。中介分析顯示熊猫体育Panda【官方网站】- Panda SPORTS熊猫体育-【中国区】官方平台网站Zoty中欧·(中国)体育官方网站,額頂腦區的活動通過降低後部腦區(尤其是颞上溝)不同體素之間的反應相關性從而增加該後部腦區的表征維度(圖4)博天堂(918)官方网站 - 让你更精彩。這些結果說明自上而下的注意控制可以抑制神經元共享的低維變異MG不朽情缘·(China)追求健康,你我一起成长球友直播,球友体育,球友足球直播,球友体育直播,降低局部神經反應的相關性博天堂(918)官方网站 - 让你更精彩,從而增加了神經元集群的編碼空間和表征維度球客岛-专业体育赛事直播资讯平台,最終導致更好的情景記憶表現熊猫体育-【中国区】官方平台网站。

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图4 表征维度受到自上而下的注意调控

本研究發現了一個預測人腦記憶能力的新指標MG不朽情缘·(China)追求健康,你我一起成长,並揭示出相關影響因素熊猫体育Panda【官方网站】- Panda SPORTS。研究成果在發現預測個體記憶能力以及老年記憶衰退的神經標記物熊猫体育-【中国区】官方平台网站MG不朽情缘·(China)追求健康,你我一起成长球客岛-专业体育赛事直播资讯平台,開發改善個體記憶的能力的新技術手段等方面都具有潛在的價值MG不朽情缘·(China)追求健康,你我一起成长熊猫体育Panda【官方网站】- Panda SPORTS球客岛-足球比分直播平台。

論文:

Jintao Sheng, Liang Zhang, Chuqi Liu, Jing Liu, Junjiao Feng, Yu Zhou, Huinan Hu, Gui Xue*. Higher-dimensional neural representations predict better episodic memory. Science Advances, 2022, 8(16), eabm3829.

論文網址:

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abm3829

其他相关論文:

1. Xue G*. 2018. The Neural Representations Underlying Human Episodic Memory. Trends Cogn Sci. 22(6): 544-561. Review.

2. Zheng L, Gao Z, Xiao X, Ye Z, Chen C, Xue G*. 2017. Reduced Fidelity of Neural Representation Underlies Episodic Memory Decline in Normal Aging. Cereb Cortex. doi: 10.1093/cercor/bhx130.

3. Lu Y, Wang C, Chen C, Xue G*. 2015. Spatiotemporal Neural Pattern Similarity Supports Episodic Memory. Current Biology. 25(6): 780-5

4. Xue G, Dong, Q, Chen, C, Lu ZL, Poldrack RA. 2010. Greater neural pattern similarity across repetitions is associated with better later memory. Science. 330(6000): 97-101

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