人類(lèi)的大腦每時(shí)每刻都要處理大量的信息。對(duì)外界輸入的信息進(jìn)行有效的選擇，從內(nèi)部自發(fā)地生成信息，在不同情境下對(duì)信息進(jìn)行不同程度的加工，并按照任務(wù)目標(biāo)作出相應(yīng)的行為反應(yīng)，這些能力是人類(lèi)認(rèn)知的核心功能，也是人類(lèi)能夠進(jìn)行邏輯推理、語(yǔ)言理解、問(wèn)題解決等高級(jí)認(rèn)知活動(dòng)的基礎(chǔ)。我們感興趣的是，這些復(fù)雜的內(nèi)部計(jì)算是怎樣進(jìn)行的，又是被怎樣的神經(jīng)活動(dòng)所支持的？
我們將多模態(tài)腦成像技術(shù)（包括功能性核磁共振、腦磁圖、頭皮腦電、顱內(nèi)腦電）、神經(jīng)調(diào)控技術(shù)與心理物理學(xué)、機(jī)器學(xué)習(xí)算法、數(shù)學(xué)模型等相結(jié)合，來(lái)研究視覺(jué)與高級(jí)認(rèn)知活動(dòng)的神經(jīng)機(jī)制。我們目前主要從三個(gè)研究方向來(lái)理解大腦中復(fù)雜的內(nèi)部計(jì)算過(guò)程：
1. 我們第一個(gè)關(guān)注的研究方向是工作記憶的神經(jīng)機(jī)制。工作記憶指的是將信息短暫地存儲(chǔ)以及操縱，用以達(dá)成當(dāng)前的行為目標(biāo)的能力。這種能力在我們的日常生活中幾乎時(shí)時(shí)被使用著，例如，記住一個(gè)電話(huà)號(hào)碼并撥號(hào)，或者按照地圖的指示走到相應(yīng)的地點(diǎn)。以往研究已表明廣泛的皮層腦區(qū)，包括枕葉、頂葉、額葉的多個(gè)腦區(qū)都參與了工作記憶的過(guò)程。但是這個(gè)龐大的皮層功能網(wǎng)絡(luò)的具體功能差異目前仍不清楚。我們目前關(guān)注工作記憶的皮層功能網(wǎng)絡(luò)是如何動(dòng)態(tài)地編碼記憶信息，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)記憶信息有效的存儲(chǔ)與操縱？
2. 除了從外部世界接受信息以外，人類(lèi)的大腦擁有的另一項(xiàng)重要的能力，就是在沒(méi)有外部刺激的情形下從內(nèi)部自發(fā)地生成信息，例如進(jìn)行生動(dòng)地想象和創(chuàng)作。而想象能力的異常也是多種神經(jīng)或精神性疾病的重要癥狀。我們第二個(gè)關(guān)注的研究方向是想象的神經(jīng)機(jī)制。我們尤其關(guān)注這些內(nèi)部生成的想象信息和從外部接受的知覺(jué)和記憶信息在大腦中的神經(jīng)表征有什么不同？是怎樣的神經(jīng)機(jī)制使我們的大腦擁有現(xiàn)實(shí)監(jiān)測(cè)的能力，即有效地區(qū)分真實(shí)經(jīng)歷的事件與虛構(gòu)想象的事件？
3. 大腦的內(nèi)部計(jì)算依賴(lài)于對(duì)知識(shí)和抽象概念的表征。日常的記憶與想象過(guò)程都需要借助已有的知識(shí)框架從而進(jìn)行快速有效的學(xué)習(xí)與泛化。但是這些知識(shí)框架在大腦中是如何編碼的？又是如何參與記憶與想象的計(jì)算過(guò)程的？我們希望通過(guò)理解記憶與想象過(guò)程中的抽象結(jié)構(gòu)信息編碼，從整體網(wǎng)絡(luò)的角度理解短時(shí)與長(zhǎng)時(shí)記憶的交互過(guò)程。
研究組組長(zhǎng);研究員
