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認知神經科學的一個核心任務是了解心理功能如何被映射到不同的大腦基質上OG视讯·(中国区)官方网站。然而在线娱乐_用户注册(中国)娱乐中心首页大厅，由于認知結構的多面性以及心智和大腦之間的多對多映射CQ9电子·(china)唯一官方网站zoty中欧·(中国集团公司)官方网站，這類研究仍然面臨艱巨的挑戰澳门人威泥斯娱乐官方网站(中国)集团娱乐官方网站。薛貴教授課題組一直致力揭示不同認知能力的分離的神經機制在线娱乐_用户注册(中国)娱乐中心首页大厅。爲此OG视讯·(中国区)官方网站，課題組與西南大學合作意昂4体育(中国)创新平台,注册畅享文化之梦!，在過去的十年沐鸣娱乐II（中国）官方平台资讯站_沐鸣娱乐2意昂4体育(中国)创新平台,注册畅享文化之梦!918博天堂(中国区)-官方网站，創建了“中國青年成人認知神經遺傳研究”（CNSCYA）數據庫澳门人威泥斯娱乐官方网站(中国)集团娱乐官方网站在线娱乐_用户注册(中国)娱乐中心首页大厅zoty中欧·(中国集团公司)官方网站，該項目從北京和重慶招募了2500多個漢族青年在线娱乐_用户注册(中国)娱乐中心首页大厅，旨在探索人類認知的遺傳和神經機制918博天堂(中国区)-官方网站。

课题组早期的工作揭示了不同阅读能力的神经机制（He et al., 2013）；以及冷、热决策的神经机制（Wang et al., 2016）OG视讯·(中国区)官方网站918博天堂(中国区)-官方网站。

在本研究中沐鸣娱乐II（中国）官方平台资讯站_沐鸣娱乐2，作者提出用一種認知神經遺傳學的方法來揭示執行功能的結構意昂4体育(中国)创新平台,注册畅享文化之梦!意昂体育4凯捷 -〈官方认证〉意昂4凯捷登录即享,美好时光。该方法使用了CNSCYA项目中收集的9个执行功能（Executive Functions, EFs）任务（n=2110）,部分被试的全基因组数据（n=1454）和静息态磁共振数据（n=870）沐鸣娱乐II（中国）官方平台资讯站_沐鸣娱乐2。作者整合了遗传、神经和行为数据来研究执行功能的结构（图1）bsports(中国区)B—sports体育登录入口CQ9电子·(china)唯一官方网站。

图1. 本研究的流程图

a. 在行为数据上用验证性因子分析（CFA）测试候选模型；

b. 使用神经数据来约束基于行为数据的模型；

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d. 使用遗传数据约束基于行为数据选择的模型沐鸣娱乐II（中国）官方平台资讯站_沐鸣娱乐2，并基于AHBA来表征执行功能成分的遗传结构；

e. 执行功能成分的基因-大脑-行为通路分析bsports(中国区)B—sports体育登录入口意昂体育4凯捷 -〈官方认证〉意昂4凯捷登录即享,美好时光。

首先澳门人威泥斯娱乐官方网站(中国)集团娱乐官方网站，爲了全面考察EFs的結構在线娱乐_用户注册(中国)娱乐中心首页大厅bsports(中国区)B—sports体育登录入口，作者比較分析了基于三種最常討論的EF成分（即抑制[I]、更新[U]和轉移[S]）的所有可能的12個候選模型OG视讯·(中国区)官方网站，得到了五個具有良好擬合參數的模型（表1）在线娱乐_用户注册(中国)娱乐中心首页大厅澳门人威泥斯娱乐官方网站(中国)集团娱乐官方网站。該結果不僅重複了之前受到廣泛關注的兩個模型：“抑制+更新+切換”模型（I+U+S）918博天堂(中国区)-官方网站zoty中欧·(中国集团公司)官方网站澳门人威泥斯娱乐官方网站(中国)集团娱乐官方网站，“共同+更新特異性+切換特異性”模型（C+U+S）；而且拓展考察了由共同成分和一個特異性成分組成的模型意昂4体育(中国)创新平台,注册畅享文化之梦!澳门人威泥斯娱乐官方网站(中国)集团娱乐官方网站，並且發現“共同+切換特異性”模型（C+S）擬合良好OG视讯·(中国区)官方网站CQ9电子·(china)唯一官方网站zoty中欧·(中国集团公司)官方网站。

表1.12個執行功能模型的擬合結果（擬合良好的模型用黑體字表示）

其次OG视讯·(中国区)官方网站zoty中欧·(中国集团公司)官方网站，作者使用静息态功能磁共振数据和基于脑连接组的预测模型（CPM）进一步考察了这五个模型沐鸣娱乐II（中国）官方平台资讯站_沐鸣娱乐2。目的是确定一个模型意昂体育4凯捷 -〈官方认证〉意昂4凯捷登录即享,美好时光，其执行功能成分可以通过分离的脑连接模式进行预测CQ9电子·(china)唯一官方网站。CPM结果显示918博天堂(中国区)-官方网站意昂体育4凯捷 -〈官方认证〉意昂4凯捷登录即享,美好时光在线娱乐_用户注册(中国)娱乐中心首页大厅，只有 “C+S”模型中的所有潜变量成分可被大脑连接模式成功预测（图2）OG视讯·(中国区)官方网站。

圖2.用個體功能連接模式預測五個良好匹配模型中的成分的因子得分

I=抑制或抑制特異性；U=更新或更新特異性；S=切換或切換特異性；U/I=（更新=抑制）；C=共同OG视讯·(中国区)官方网站bsports(中国区)B—sports体育登录入口。

進一步的分析發現沐鸣娱乐II（中国）官方平台资讯站_沐鸣娱乐2bsports(中国区)B—sports体育登录入口，預測共同和切換特異性成分的連接邊的重疊度不顯著在线娱乐_用户注册(中国)娱乐中心首页大厅沐鸣娱乐II（中国）官方平台资讯站_沐鸣娱乐2bsports(中国区)B—sports体育登录入口，表示該模型中的兩個成分在神經機制上是分離的（圖3）沐鸣娱乐II（中国）官方平台资讯站_沐鸣娱乐2意昂4体育(中国)创新平台,注册畅享文化之梦!。

圖3.與執行功能成分相關的功能連接邊的重疊度

a. "I+U+S"模型中抑制和更新成分的重叠；b. "C+I+S"模型中共同和移位特定成分的重叠；c. "C+U+S"模型中共同和移位特定成分的重叠；d. "C+S"模型中共同和移位特定成分的重叠意昂体育4凯捷 -〈官方认证〉意昂4凯捷登录即享,美好时光918博天堂(中国区)-官方网站澳门人威泥斯娱乐官方网站(中国)集团娱乐官方网站。

为了进一步验证CPM结果澳门人威泥斯娱乐官方网站(中国)集团娱乐官方网站zoty中欧·(中国集团公司)官方网站，并确定与这两个执行功能成分相关的脑区意昂4体育(中国)创新平台,注册畅享文化之梦!918博天堂(中国区)-官方网站澳门人威泥斯娱乐官方网站(中国)集团娱乐官方网站，作者将CPM结果与NeuroSynth (https://www.neurosynth.org)的元分析结果进行了联合分析（图4）在线娱乐_用户注册(中国)娱乐中心首页大厅澳门人威泥斯娱乐官方网站(中国)集团娱乐官方网站。结果发现与共同成分相关的脑区是额中回（MFG）意昂4体育(中国)创新平台,注册畅享文化之梦!，而切换特异性成分的相关脑区是旁扣带回（Paracingulate）和枕叶外侧皮质（LOC）（图4g）zoty中欧·(中国集团公司)官方网站918博天堂(中国区)-官方网站。

圖4.整合CPM與NeuroSynth的結果

a~f. Neurosynth元分析结果图；

g. NeuroSynth与CPM结果重叠图CQ9电子·(china)唯一官方网站。

之后沐鸣娱乐II（中国）官方平台资讯站_沐鸣娱乐2OG视讯·(中国区)官方网站，为了整合基因、大脑和认知沐鸣娱乐II（中国）官方平台资讯站_沐鸣娱乐2，作者基于艾伦人脑图谱（Allen Human Brain Atlas918博天堂(中国区)-官方网站，AHBA）来探索不同执行功能成分的遗传结构沐鸣娱乐II（中国）官方平台资讯站_沐鸣娱乐2。具体是澳门人威泥斯娱乐官方网站(中国)集团娱乐官方网站，根据上述研究发现的共同和切换特异性成分对应的脑区OG视讯·(中国区)官方网站zoty中欧·(中国集团公司)官方网站，通过AHBA找到在这些脑区表达增强的基因集CQ9电子·(china)唯一官方网站，并估计了候选基因集在两个执行功能成分上的富集模式(表2)意昂体育4凯捷 -〈官方认证〉意昂4凯捷登录即享,美好时光沐鸣娱乐II（中国）官方平台资讯站_沐鸣娱乐2。结果显示在额中回表达增强的基因集只对共同成分的遗传度有富集贡献OG视讯·(中国区)官方网站，而在旁扣带回表达增强的基因集则只对切换特异性成分的遗传度有富集贡献CQ9电子·(china)唯一官方网站，证明了这两个执行功能成分在遗传机制上的双分离bsports(中国区)B—sports体育登录入口。

表2.基于AHBA確定的候選基因集在執行功能成分上的富集模式

上述结果显示“C+S”模型中的成分在行为、神经和基因水平上是分离的bsports(中国区)B—sports体育登录入口。在最后的分析中918博天堂(中国区)-官方网站CQ9电子·(china)唯一官方网站，作者应用了高维中介模型来进行“基因-大脑-执行功能成分”通路分析 (图5)在线娱乐_用户注册(中国)娱乐中心首页大厅CQ9电子·(china)唯一官方网站。结果表明意昂体育4凯捷 -〈官方认证〉意昂4凯捷登录即享,美好时光918博天堂(中国区)-官方网站，在额中回表达增强的基因通过调节该脑区的功能连接进而影响执行功能共同成分的得分意昂4体育(中国)创新平台,注册畅享文化之梦!意昂体育4凯捷 -〈官方认证〉意昂4凯捷登录即享,美好时光OG视讯·(中国区)官方网站。

圖5.高緯度中介模型分析結果

本研究具有重要的方法學、理論和臨床意義沐鸣娱乐II（中国）官方平台资讯站_沐鸣娱乐2意昂体育4凯捷 -〈官方认证〉意昂4凯捷登录即享,美好时光CQ9电子·(china)唯一官方网站。在方法上918博天堂(中国区)-官方网站，現有的研究常常試圖通過行爲模型擬合來描述心理建構的本體澳门人威泥斯娱乐官方网站(中国)集团娱乐官方网站在线娱乐_用户注册(中国)娱乐中心首页大厅，而這缺乏神經方面的證據支持在线娱乐_用户注册(中国)娱乐中心首页大厅zoty中欧·(中国集团公司)官方网站。元分析方法提供了一個強大的、可擴展的、相對經濟的選擇zoty中欧·(中国集团公司)官方网站，但是卻不能實現對認知結構、大腦激活和大腦認知圖譜的精確劃分bsports(中国区)B—sports体育登录入口意昂体育4凯捷 -〈官方认证〉意昂4凯捷登录即享,美好时光。本研究中OG视讯·(中国区)官方网站CQ9电子·(china)唯一官方网站，作者在一個健康、同質的成人群體中收集了一個相對較大的基因-大腦-行爲數據集918博天堂(中国区)-官方网站在线娱乐_用户注册(中国)娱乐中心首页大厅。基于這個豐富的數據集在线娱乐_用户注册(中国)娱乐中心首页大厅，作者確定了一個在行爲、神經和遺傳多層面上擬合良好的EFs模型沐鸣娱乐II（中国）官方平台资讯站_沐鸣娱乐2CQ9电子·(china)唯一官方网站。更重要的是提供了一個綜合的數據驅動的框架來揭示複雜的心理結構意昂体育4凯捷 -〈官方认证〉意昂4凯捷登录即享,美好时光918博天堂(中国区)-官方网站zoty中欧·(中国集团公司)官方网站。該框架與基于知識的系統方法（如認知圖譜）相結合CQ9电子·(china)唯一官方网站bsports(中国区)B—sports体育登录入口，可以對心理結構及其神經和遺傳機制進行更詳細和系統的描述在线娱乐_用户注册(中国)娱乐中心首页大厅，並推動認知神經科學的理論發展和轉化應用zoty中欧·(中国集团公司)官方网站918博天堂(中国区)-官方网站。

從理論上講zoty中欧·(中国集团公司)官方网站918博天堂(中国区)-官方网站，作爲核心認知功能之一沐鸣娱乐II（中国）官方平台资讯站_沐鸣娱乐2OG视讯·(中国区)官方网站澳门人威泥斯娱乐官方网站(中国)集团娱乐官方网站，EFs影響的認知過程對日常生活、學習和工作極爲重要沐鸣娱乐II（中国）官方平台资讯站_沐鸣娱乐2918博天堂(中国区)-官方网站。本研究揭示的共同成分的 "基因-大脑-行为 "途径OG视讯·(中国区)官方网站澳门人威泥斯娱乐官方网站(中国)集团娱乐官方网站，突出了EFs的整体性bsports(中国区)B—sports体育登录入口918博天堂(中国区)-官方网站。同时意昂体育4凯捷 -〈官方认证〉意昂4凯捷登录即享,美好时光CQ9电子·(china)唯一官方网站918博天堂(中国区)-官方网站，共同和切换特异性成分与其他认知功能对关系强调了EFs的稳定性和灵活性意昂4体育(中国)创新平台,注册畅享文化之梦!。这一发现为进一步了解 EF 与其他认知（如智力、注意力和记忆力）之间的关系奠定了基碽sports(中国区)B—sports体育登录入口意昂体育4凯捷 -〈官方认证〉意昂4凯捷登录即享,美好时光。�还可以用以指导未来的干预研究OG视讯·(中国区)官方网站bsports(中国区)B—sports体育登录入口，通过认知训练或有针对性的大脑刺激或两者兼而有之bsports(中国区)B—sports体育登录入口澳门人威泥斯娱乐官方网站(中国)集团娱乐官方网站，来加强EFs能力及致实现效果迁移在线娱乐_用户注册(中国)娱乐中心首页大厅意昂4体育(中国)创新平台,注册畅享文化之梦!。

在臨床上澳门人威泥斯娱乐官方网站(中国)集团娱乐官方网站918博天堂(中国区)-官方网站zoty中欧·(中国集团公司)官方网站，EFs的功能障礙被認爲是多種精神疾病的共同風險因素沐鸣娱乐II（中国）官方平台资讯站_沐鸣娱乐2澳门人威泥斯娱乐官方网站(中国)集团娱乐官方网站，包括精神分裂症、抑郁症和注意缺陷多動障礙澳门人威泥斯娱乐官方网站(中国)集团娱乐官方网站。現有研究主要使用複雜任務（如語言流暢性）或一些簡單的EF任務來估計患者的EFs功能障礙在线娱乐_用户注册(中国)娱乐中心首页大厅，這使得很難准確量化與精神病理學特定方面相關的EF損傷的性質bsports(中国区)B—sports体育登录入口CQ9电子·(china)唯一官方网站意昂4体育(中国)创新平台,注册畅享文化之梦!。通過研究這些疾病人群中共同的和特異性成分CQ9电子·(china)唯一官方网站，可以幫助更好地了解不同疾病的整體性和可分離性以及對應的EF功能受損情況沐鸣娱乐II（中国）官方平台资讯站_沐鸣娱乐2，從而改善診斷和治療方法zoty中欧·(中国集团公司)官方网站澳门人威泥斯娱乐官方网站(中国)集团娱乐官方网站在线娱乐_用户注册(中国)娱乐中心首页大厅。

本研究获得了国家自然科学基金、中以国际合作研究基金等的资助918博天堂(中国区)-官方网站。论文第一作者为冯俊姣博士, 现为天津师范大学讲师；通讯作者为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意昂体育4凯捷 -〈官方认证〉意昂4凯捷登录即享,美好时光。

論文：

Feng, J., Zhang, L., Chen, C. et al. A cognitive neurogenetic approach to uncovering the structure of executive functions. Nat Commun 13, 4588 (2022). https://doi.org/10.1038/s41467-022-32383-0

論文網址：

https://www.nature.com/articles/s41467-022-32383-0

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Feng, J., Chen, C., Cai, Y., Ye, Z., Feng, K., Liu, J., . . . Xue, G. (2020). Partitioning heritability analyses unveil the genetic architecture of human brain multidimensional functional connectivity patterns. Hum Brain Mapp, 41(12), 3305-3317. doi:10.1002/hbm.25018.

He, Q. H., Xue, G., Chen, C. H., Chen, C. S., Lu, Z. L., & Dong, Q. (2013). Decoding the Neuroanatomical Basis of Reading Ability: A Multivoxel Morphometric Study. journal of Neuroscience, 33(31), 12835-+. doi:10.1523/Jneurosci.0449-13.2013.

Wang, Q., Chen, C., Cai, Y., Li, S., Zhao, X., Zheng, L., . . . Xue, G. (2016). Dissociated neural substrates underlying impulsive choice and impulsive action. Neuroimage, 134, 540-549. doi:10.1016/j.neuroimage.2016.04.010.

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