任務(wù)正激活與任務(wù)負(fù)激活的工作機(jī)制是認(rèn)知功能實現(xiàn)的基本要素.這一拮抗關(guān)系的失衡或者受損可能會引發(fā)一系列嚴(yán)重的退行性神經(jīng)疾病,然而到目前為止,尚不清楚這種拮抗現(xiàn)象的神經(jīng)機(jī)制.該文基于默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)與任務(wù)正網(wǎng)絡(luò)在突觸層面上相互抑制的假設(shè),并結(jié)合多種刺激條件下的工作記憶模型,進(jìn)行了計算機(jī)數(shù)值模擬.研究結(jié)果表明:1)任務(wù)正網(wǎng)絡(luò)與任務(wù)負(fù)網(wǎng)絡(luò)之間在神經(jīng)活動上呈現(xiàn)出拮抗關(guān)系; 2)伴隨著工作記憶刺激方向數(shù)目的增加,任務(wù)負(fù)網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)活動的衰減程度會隨之增大; 3)當(dāng)工作記憶相關(guān)的腦區(qū)其神經(jīng)活動增加時,任務(wù)負(fù)網(wǎng)絡(luò)的神經(jīng)活動減少;4)并且隨著工作記憶任務(wù)難度的增加,任務(wù)負(fù)網(wǎng)絡(luò)的神經(jīng)活動會迅速衰減.這些計算結(jié)果都與神經(jīng)科學(xué)實驗數(shù)據(jù)是匹配的.由于任務(wù)負(fù)激活是默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)的主要特征,因此默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)與任務(wù)正網(wǎng)絡(luò)在突觸層面上的相互抑制是這兩種不同性質(zhì)網(wǎng)絡(luò)之間形成拮抗關(guān)系的根本原因.

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【部分圖文】：

圖1模型的結(jié)構(gòu)圖

圖2模型1和模型2中工作記憶網(wǎng)絡(luò)的各個興奮性神經(jīng)元發(fā)放

向分別為90°，180°，270°．在記憶4個項目時，使用了4個方向刺激，刺激方向為72°，144°，216°，288°．在記憶5個項目時，使用了5個方向刺激，刺激方向為60°，120°，180°，240°，300°．這些刺激都是在750～1000ms施加給工作記憶網(wǎng)絡(luò)的興奮性神....

圖3模型1在各種刺激條件下工作記憶w

察到，模型2中第2048號神經(jīng)元兩側(cè)的神經(jīng)元對方向角為180°的刺激的響應(yīng)隨著偏好方向與刺激方向之間差異的增大而迅速減少，這表明模型2對于刺激的區(qū)分度更大．當(dāng)刺激方向角為120°和240°的兩個刺激(圖2(b))以及刺激方向角為90°，180°和270°的3個刺激(圖2(c))時....

圖4模型2在各種刺激條件下工作記憶網(wǎng)絡(luò)的興奮性神經(jīng)元發(fā)放時刻Fig．4Therasterplotsofexcitatoryneuronsintheworkingmemorynetworkinmodel2underdifferentstimulusconditions(d)

(b)2個方向(c)3個方向(b)2directions(c)3directions(d)4個方向(e)5個方向(d)4directions(e)5directions圖4模型2在各種刺激條件下工作記憶網(wǎng)絡(luò)的興奮性神經(jīng)元發(fā)放時刻Fig．4Therasterplotsofexcit....

本文編號：4027498