《非人靈長類情感與工作記憶的神經環路機制研究》是依託北京師範大學，由張鳴沙擔任項目負責人的重大研究計畫。
基本介紹
- 中文名：非人靈長類情感與工作記憶的神經環路機制研究
- 依託單位：北京師範大學
- 項目負責人：張鳴沙
- 項目類別：重大研究計畫
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
情感與感知、注意、記憶、決策等腦功能存在廣泛的相互作用。情感相關腦區的活動異常則會導致抑鬱症、自閉症、創傷後應激障礙等多種精神類疾病的發生，因此，研究情感及其與記憶等認知功能相互作用的神經環路機制意義重大。然而，由於缺少可靠的動物模型，情感感受以及情感對工作記憶調節的環路機制還很不清楚。因此，本項目計畫建立清醒猴情感工作記憶模型，結合單細胞記錄、線性微電極陣列記錄、電刺激和離子微電泳給藥等技術，重點揭示情感對工作記憶調節的微環路機制。同時，本項目計畫研究工作記憶的微環路機制，這也有助於深入理解情感與工作記憶的相互作用機制。最終，為情感的神經環路機制研究貢獻新方法和新技術，為情感和記憶障礙疾病的研究提供新線索。
結題摘要
為補償對外界刺激信息處理的延遲，提高對環境的適應能力，動物，尤其是靈長類動物，演化形成了高效的預測（prediction）功能。儘管人們對預期在日常生活中的重要作用沒有爭議，然而對其背後的神經機制所知甚少。本課題的研究首先提供了一個新的在清醒獼猴研究時間預測的行為範式。我們發現獼猴在記憶指導的快速眼動（MGS）任務中，快速眼動反應時（SRT）呈雙峰分布，並證明其前一個組分代表由時間預測激發的內源性預測快速眼動（predictive saccade），而後一個組分代表由視覺刺激激發的反應性快速眼動（reactive saccade）。在此行為範式基礎上，我們在一隻獼猴的前額葉進行了胞外單細胞記錄，並取得了一些結果。 我們發現該獼猴的運動前區（dorsal premotor cortex, PMD）、輔助運動區（supplementary motor area, SMA）、輔助眼動區（supplementary eye field, SEF）等腦區大部分神經元選擇性編碼任務的不同事件。此外，我們在SEF腦區中發現，在MGS任務的延遲階段，部分增進性發放神經元（build-up neurons）的發放頻率在時間預測性快速眼動的試次（predictive saccade trials）中比在視覺刺激反應性快速眼動的試次（reactive saccade trials）中呈現逐漸上升的趨勢且存在時間上的分離，這可能預示SEF中部分神經元屬於時間預測神經環路的一部分，並且它們在時間預測和視覺反應性試次中達到向下一級環路傳遞與快速眼動相關信息的閾限時間不同，但這尚需進一步研究證明。 最後我們還發現，在MGS任務中視覺提示點（cue）出現之前的盯點階段（fixation period），獼猴雙峰分布對應的試次中的微眼跳（microsaccade）頻率呈現顯著差異，這預示獼猴可能在試次的開始階段即選擇了行為報告的策略或在當前試次開始階段已經開始對注視點（fixation point, FP）的消失時間進行預測。總之，本研究通過建立新的實驗範式探討研究獼猴時間預測性行為及神經機制，發現SRT中前一個峰是由時間預測引發，且微眼動頻率差異可以預測獼猴未來行為策略。
