《聽覺工作記憶任務習得機理研究》是依託華東師範大學，由李先春擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：聽覺工作記憶任務習得機理研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：李先春
- 依託單位：華東師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
以往研究表明工作記憶和任務習得均需大腦多個部位共同參與並建立廣泛聯繫，但對於習得全新工作記憶任務的神經機制還知之甚少。因此，本研究以從未接受過工作記憶任務訓練的大鼠為實驗對象，通過反覆試驗（trial by error）的方法，動物逐漸獲得聽覺工作記憶任務的規則以及聽覺刺激間的聯繫；在此過程中，運用多通道胞外記錄技術同時在初級聽覺皮層和前額葉皮層部位記錄單個神經元以及局部場電位(LFP)活動。分析隨著任務成績提高，各個部位單個神經元、場電位活動以及兩部位間功能聯繫的變化，試圖從單細胞水平和神經網路水平探索工作記憶任務習得的神經機制。為下一步研究交叉感覺模式工作記憶的神經機制以及工作記憶的神經藥理學研究奠定必要的基礎。
結題摘要
工作記憶(Working memory)屬於短時記憶，是指大腦對外界環境中感覺信息（包括視覺信息、聽覺信息以及觸覺信息等）進行短暫儲存（一般是數秒鐘），並對其進行加工用於指導我們的行動。它在人類以及動物諸如推理與計算等高級認知活動中起到非常重要的作用。以往研究表明高級聯合皮層、初級感覺皮層以及皮層下結構所組成的神經網路都參與了工作記憶過程。但對於人類和動物如何獲得工作記憶的神經機制還不是很清楚。因此，本研究項目試圖從實驗動物和人類為研究對象，在完成聽覺工作記憶任務習得過程中，試圖考察某些腦區或神經元的活動情況，分析工作記憶任務習得的神經機制。首先我們嘗試建立嚙齒類動物大鼠工作記憶任務習得行為範式，試圖訓練動物基於反饋信息通過自身的反覆嘗試，逐漸習得工作記憶任務中各刺激間的配對關係。由於沒有現成的商業平台，我們自行設計了嚙齒類行為訓練箱和相應的行為訓練軟體系統。基於此系統，我們訓練動物完成工作記憶任務習得行為，通過不斷最佳化刺激參數，試圖建立比較快速而穩定的行為訓練系統。為進一步採用神經電生理學技術考察和分析工作記憶任務習得的神經機制奠定基礎。其次，為了給動物實驗的電極植入部位提供一定的指導作用和探討人類工作記憶人類習得的神經機制，我們採用事件相關技術（event-related potentials, ERP）,以正常大學生為研究對象，在其完成聽覺工作記憶任務習得行為過程中，分析其腦電活動。我們發現隨著聽覺工作記憶任務成績的提高，在延遲階段頂葉皮層部位電極處記錄到的正成分幅度逐漸變小。而在反饋信息階段，只有在額葉皮層部位電極上記錄到FRN幅度逐漸減小。這些結果提示我們額頂網路在工作記憶任務習得過程中起到非常重要的作用，但兩者的作用有著明顯的不同，表現在額葉皮層可能參與了基於反饋信息的執行功能，而頂葉皮層可能主要參與的是感覺信息的維持和編碼過程。另外，我們採用磁共振技術發現額葉-頂葉-丘腦所組成的神經網路參與了不同通道工作記憶啟動的過程。所有這些研究結果都表明工作記憶任務習得可能涉及到額葉皮層以及頂葉皮層所組成的神經網路有關，為進一步揭示其確切的神經機制奠定了基礎。在人才培養方面，該項目共培養了5名研究生和8名本科生，鍛鍊了他們從事科學研究能力，為我國科學研究培養了科學後備人才。
