神经科学家识别新方法一些大脑区域沟通

卡内基梅隆大学神经科学家已经发现了一个新的途径,一些大脑区域在大脑纹状体进行沟通。

发表在《神经科学杂志》上,这些发现说明大脑结构和功能连接,允许使用强化学习空间决策,如背外侧前额叶(DLPFC),眶额皮层(OFC)和后顶叶皮层(PPC)。这些地区之间的沟通是很重要的能力像棒球运动员能够估计摆动他的蝙蝠或者如何一个人发现一辆车在一个大型停车场充满类似的汽车。

知道这些特定通路如何协同工作提供了重要的见解如何学习发生。它还可能导致改善帕金森病的治疗方法。

“精确了解这些系统一起交流,我们能想出一个更好的理解这些系统如何运作的大脑健康,但也开始了解帕金森病不同类型的系统的级联,或从一个症状如运动障碍和移动到另一个内存或决策问题,”盖Verstynen说,心理学助理教授和教员中心的神经基础认知(CNBC)在CMU的迪特里希人文和社会科学学院。

希望更多的知识连接是如何相关的行为将有助于科学家开发的治疗干预措施,重点加强潜在的削弱或受损的途径。

在这项研究中,Verstynen和凯文Jarbo,博士生在心理学中,利用扩散光谱成像技术和光纤技术分析收集从60岁健康成年人的大脑图像。先进的成像技术允许Verstynen和Jarbo可视化DLPFC白质通路,离岸金融中心和PPC。

他们发现的途径三个方面将前脑区域内类似的地区称为纹状体,基底神经节通路的一部分,通常与帕金森病有关。在所有参与者的模式是一致的。

研究人员跟踪调查了结构连通性分析和功能连通性分析利用静息状态功能磁共振成像图像。结果表明,融合区不仅结构连接但功能连接。更重要的是,在所有的三个表面的大脑区域皮质显示高重叠的结构和功能连通性。

“我们的发现表明,有可能是一个在大脑结构和功能网络使我们能够整合信息,我们集中我们的注意力在视觉空间的环境与奖赏和惩罚信号与我们过去的行动选择为了学习如何更新,希望改善,我们的未来行动的决定,“Jarbo说。

一个额外的含义在这项研究中是一个更深层次的了解强化学习的发生。

“很多强化学习过程的模型假设奖励的信号眼窝前额皮质收敛与来自其他领域的信息。这些已经被证明是真正的前额叶皮层的其他地区。我们是第一个表明空间关注来自顶叶皮层的信息也可能有助于这一过程,”Verstynen说。

作为人工智能和认知心理学的发源地,卡内基梅隆大学一直是一个领导者的大脑和行为研究中超过50年。大学创造了最早的一些认知导师,帮助开发了Jeopardy-winning华生,在神经计算建立了一个开创性的博士项目,完成在了解自闭症的遗传学前沿工作。建立在其优势在生物学、计算机科学、心理学、统计和工程、CMU最近推出了BrainHubSM全球倡议,重点是怎样的结构和活动大脑复杂的行为。

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