本實(shí)驗(yàn)室研究的主要目標(biāo)是揭示記憶引導(dǎo)行為的神經(jīng)計(jì)算機(jī)制，包括空間導(dǎo)向、覓食、規(guī)劃等。
我們的大腦能同時(shí)記住很多人物和事情，比如說你小學(xué)最好的朋友、昨天在植物園被仙人掌扎手、去年元旦在南京路光顧的一家餐館，等等。這些記憶包括很多元素，如發(fā)生的時(shí)間、空間和涉及的具體人及事物。這些記憶對(duì)于引導(dǎo)我們未來的行為具有重要的作用-比如說今年元旦繼續(xù)去同一家餐館品嘗美食。我們的大腦通過改變多腦區(qū)的神經(jīng)活動(dòng)來生成、檢索并使用這些記憶，從而影響行為。我們的研究尋求揭示這些復(fù)雜認(rèn)知功能潛在的神經(jīng)動(dòng)態(tài)活動(dòng)，并最終能調(diào)控這些活動(dòng)以幫助相關(guān)病人恢復(fù)正常功能。
我們使用獼猴作為動(dòng)物模型來研究上述問題，旨在了解相互連接的多腦區(qū)網(wǎng)絡(luò)的神經(jīng)活動(dòng)如何支持記憶和行為。以大腦海馬區(qū)為中心，研究與其相連腦區(qū)（包括壓后皮層、頂葉皮層、眶額皮層、扣帶回等）。結(jié)合使用自然狀態(tài)下的動(dòng)物行為、精確的三維運(yùn)動(dòng)捕捉和無線眼動(dòng)追蹤、大規(guī)模無線神經(jīng)電生理技術(shù)和因果神經(jīng)調(diào)控技術(shù)。同時(shí)我們使用基于觸屏和虛擬現(xiàn)實(shí)的實(shí)驗(yàn)任務(wù)來探究記憶編碼和鞏固，及空間導(dǎo)向的神經(jīng)基礎(chǔ)。
目前我們主要致力于研究以下問題：
1. 三維空間信息編碼和視覺記憶信息處理的神經(jīng)關(guān)聯(lián)，以及各個(gè)腦區(qū)之間的因果作用。
為了搭建領(lǐng)域內(nèi)對(duì)于嚙齒類動(dòng)物和人類研究的橋梁，我們將在自由活動(dòng)獼猴上比較三維空間導(dǎo)向（3D spatial navigation）和視覺記憶任務(wù)（如visual paired comparison task）下海馬-新皮層的神經(jīng)活動(dòng)。我們將研究：在海馬-壓后皮層-眶額皮層（HPC-RSC-OFC）這個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，空間信息編碼和視覺信息記憶的神經(jīng)計(jì)算機(jī)制是否相互獨(dú)立？是否涉及不同的神經(jīng)回路和亞區(qū)？單個(gè)腦區(qū)對(duì)其他腦區(qū)信息處理的因果作用如何？
2. 記憶引導(dǎo)空間導(dǎo)向行為的神經(jīng)基礎(chǔ)。
在野外，獼猴通常需要依賴以往的記憶來引導(dǎo)行為，比如說根據(jù)對(duì)昨天或者去年同一個(gè)季節(jié)的記憶去某一特定地點(diǎn)尋找食物。我們將訓(xùn)練獼猴依靠圖片記憶來引導(dǎo)空間行為（visual memory-guided spatial navigation）。我們將研究記憶的強(qiáng)弱（表現(xiàn)在行為上）如何影響獼猴海馬-壓后皮層-眶額皮層神經(jīng)回路對(duì)空間信息的編碼，同時(shí)反過來研究空間場景如何影響這一回路對(duì)記憶信息（圖片識(shí)別）的處理。
3. 大腦默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)（default mode network）和巴貝茲回路（Papez circuit）在記憶信息處理的神經(jīng)計(jì)算機(jī)制：在線主動(dòng)處理（active processing）和離線自發(fā)（spontaneous）神經(jīng)動(dòng)態(tài)活動(dòng)的關(guān)聯(lián)是怎樣的？
我們的大腦時(shí)刻處在比較活躍的狀態(tài)，就算是在靜息（離線）狀態(tài)，神經(jīng)集群展現(xiàn)出多種多樣的（預(yù)存在的）活動(dòng)模式。在積極接收并處理外界信息時(shí)，大腦的神經(jīng)集群活動(dòng)或多或少受預(yù)存在的活動(dòng)模式所限制，但同時(shí)也有一定的靈活性。我們將研究大腦默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)和巴貝茲回路，探究預(yù)存在神經(jīng)活動(dòng)模式如何限制處理新信息（如圖片記憶）時(shí)的神經(jīng)活動(dòng)，以及新信息的處理如何更新原先存在的神經(jīng)活動(dòng)模式。
4. 干預(yù)記憶引導(dǎo)空間導(dǎo)向行為的閉環(huán)系統(tǒng)。
基于上述幾點(diǎn)研究，我們將識(shí)別出與成功的記憶引導(dǎo)空間導(dǎo)向行為相關(guān)的場電位網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)和各個(gè)腦區(qū)之間的相互作用，通過在線監(jiān)測并實(shí)時(shí)施加對(duì)這些活動(dòng)的干預(yù)（如特定頻率的電刺激）來研究對(duì)行為的影響。我們也將研究人為加強(qiáng)這些神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)對(duì)老年動(dòng)物或者疾病動(dòng)物模型在行為上的改善作用。
研究組組長;研究員
