第一个人

背面:记住这一点

诺特丹大学(University of Notre Dame)心理学助理教授内森·s·罗斯(Nathan S. Rose)利用神经成像和神经刺激技术,研究了健康成年人和阿尔茨海默病、帕金森病和健忘症患者的记忆和衰老过程。

是什么让你对 感兴趣,利用神经科学的工具来推进心理科学?

这一直是我的兴趣所在。我最初是作为一名认知心理学家得知的他对记忆的基础和应用方面都很感兴趣。我的很多工作记忆研究都是关于基本的记忆过程和支持它们的神经认知机制。头脑和大脑如何积极地保留信息,为预期的行动和未来的目标做准备?特别是,当信息离开了我们的注意力焦点后,我们如何将其重新记在脑海中?想象一下,你在一个鸡尾酒会上认识了一个新朋友,然后又认识了几个新朋友,当你试图记住第一个人的名字时,你记不住;这些信息仍然在你的中枢神经系统的某个地方,但你无法检索它。

我也对记忆在现实世界中的工作方式感兴趣,尤其是前瞻记忆,这对功能独立性很重要。我做了很多关于衰老的研究,试图用神经科学的方法来理解前瞻记忆。然而,在具有高生态效度的自然环境中使用神经成像技术更为困难。但是有一些很酷的脑刺激研究试图在应用和基本环境下调节前瞻记忆。这种类型的研究可以帮助我们理解在现实世界中,在某些情况下,前瞻记忆是如何工作的。例如,工作记忆的老化缺陷可能是前瞻记忆缺陷的基础,但在某些情况下。如果一个人能减轻对工作记忆容量的需求,他就有可能改善前瞻记忆。

解码分析 的 神经成像 数据使用 多元模式 分类 是什么真正吸引我 神经成像的使用。 人工智能算法的应用 解码 刺激 类别和特点,这 反映 心理表征的  兴趣, 表示。 让我们接近理解

这才是我真正感兴趣的。所以,现在它不仅可以用脑电图(EEG)进行经颅磁刺激(TMS),还可以用脑电图解码(EEG)进行经颅磁刺激(TMS),其中人工智能算法可以学习区分神经数据中的模式,包括不同的激活状态。例如,当人们在思考一张脸、一个词或一个动作时,这些算法可以区分大脑活动的不同模式。这远远超出了我们仅使用行为测量甚至成像技术而不进行解码分析所能了解的范围。

在内森·罗斯的记忆与衰老认知神经科学实验室,两名学生正在准备TMS-EEG数据收集。摄影:Peter Ringenberg/圣母大学

你在使用神经成像技术时遇到过哪些挑战?

我记得在研究生院学习像TMS这样的东西,它通常被用作虚拟的“损伤工具”,我觉得它听起来很奇怪,很可怕。在多伦多Baycrest医院的罗特曼研究中心做博士后期间,我主要专注于学习和做功能磁共振成像和脑电图,但罗特曼有一台经颅磁刺激机。在我的博士后即将结束时,另一位有过经颅磁刺激经验的博士后来到罗斯曼,想要做一个实验,那是我第一次看到经颅磁刺激的实际应用。我对自己和别人都这么做了。你可以 地方  TMS 线圈 的头在电机 皮层和  拇指 抽动 真的给 强化了概念 我们 制成的电线 和大脑 控制 一切。 我接触得越多,我就越意识到它是多么的微创。

当我在威斯康辛大学麦迪逊分校的  波斯特 实验室 开始我的第二个博士后研究时,我对Jarrod Lewis-Peacock和Bradley Postle的大脑解码分析发现非常感兴趣,他们的发现表明,当注意力从工作记忆中持有的物品上移开时,该物品似乎已经被遗忘了。我使用经颅磁刺激的想法不是 “虚拟 病变” 工具 但作为调查和记录 工具,  你ping大脑探测 其状态  看看它在   点时间 通过测量其响应,为榜样,同时  记录 脑电图。 当我开始在圣母大学的时候, 设置 经颅磁刺激并不容易。 对许多人来说,它听起来仍然像一个奇怪的工具  

在非侵入性脑刺激研究中,有很多东西可以被操纵,很多“物理东西”,因为这是一个相对较新的领域,有很多研究没有显示出效果,不一定是因为它们设计得不好。这些研究应该发表,因为这个领域可以从中学习。我一直在使用经颅电刺激,特别是经颅直流电刺激(tDCS),并没有得到任何效果。所以,我放弃了这种非侵入性的大脑刺激,但其他研究人员在这方面取得了成功,尽管似乎有很多不同的变量和参数可以被操纵,可能需要很长时间才能把它们绘制出来。金宝搏官网登录经颅磁刺激也是如此。

你和病人的工作怎么样?

最近, 我更多关注健康 老 成年人,但 我也致力于  阿尔茨海默氏症生物标记研究中,使用数据从一个 纵向研究  辛迪Bergeman成人发展&老化实验室,大概  一直跟踪  1000人超过15年。 The original study is about exposure and psychological and physical reactivity to daily stressors and, when I came to Notre Dame, I suggested adding a neuropsychological measure to try to predict, using the prior data, who is likely to get mild cognitive impairment, Alzheimer’s disease or a related dementia. In a new pilot study, we’re also adding measures of brain structure and function and blood-based tests that can show the presence of Alzheimer’s disease biomarkers. Through this collaboration, I’ve been doing some sort of clinical research. But collaboration can be difficult because, as a junior scientist in a tenure-track position, you are required to demonstrate scientific independence. This prevented collaboration with people I had worked with before and my mentors, who are some of the best people, with the best labs and tools, doing this type of research. So, I’ve been mostly focusing on collecting data in my lab with my students and trainees and helping them to get their research published.

内森·s·罗斯正在为一位参与者做颅磁-脑电图实验。摄影:Peter Ringenberg/圣母大学

疫情对你们的工作有何影响?

我们必须亲自对老年人做核磁共振、脑电图和经颅磁刺激,他们是一个脆弱的群体。所以,我们不得不停下来。我工作了三年才得到NSF的资助,当我们开始的时候,大流行来了,我们的研究几乎被阻止了。同时,我还要支持学员,使用补助资金。像其他所有人一样,我们一直在关注并试图与管理员合作。解决这个问题的方法是预先登记研究——预先登记设计和假设,并在我们实际进行研究之前通过修订过程,因为这是一项非常复杂的研究,包括经颅磁刺激、脑电图和功能磁共振成像测量。

对于那些考虑投身神经科学领域的早期心理学研究者,你有什么建议?金宝搏官网登录

学习如何编程!这项技能对于收集和处理神经成像数据非常重要。

确定你感兴趣的是什么,问一些好的、理论驱动的研究问题,并选择能帮助你回答这些问题的神经科学技术。如果你一开始只选择和学习一种技术,最终会缩小你问的问题,因为你知道你可以用这种技术获得的测量类型。

我真的很想弄清楚记忆是如何工作的,我会使用任何可用的工具来帮助我回答我的研究问题。根据研究问题的不同,有不同的方法更适合提供答案。我不能说我会提倡这种方法,但我几乎是“被迫”学习不同的工具和技术来帮助我解决我感兴趣的研究问题。这让它变得非常困难,因为你想要在每一种技术上工作足够长的时间,以成为它的专家。当然,基于团队的科学和协作可以提供帮助,因此拥有不同技能的专家可以一起工作。

TMS再激活效应

当注意力转移时,WM中对一个项目的活跃表征下降到基线,但经颅磁刺激可以在同时测量的大脑活动中产生该项目的短暂再现。这种再激活效应只有在项目具有潜在相关性时才会发生并影响记忆表现,这表明表征是动态的,可以通过认知控制来改变。 

你未来的计划是什么?

在我2020年 文章 心理科学最新方向 ,我提出了一个工作记忆的概念模型。颅磁刺激 和神经成像 的证据表明,工作记忆 取决于持续和 短暂或周期性的 神经认知 过程 ,这些过程因环境而异。 This is not a formal quantitative model though; I hope that computational modelers will read this and related articles and start developing actual computational models to test these ideas.  

经颅磁刺激诱导的再激活效应是复杂的, 我们还有很多需要了解的。现在 , 我感兴趣的是 弄清楚 如果 它会发生在老年人身上。如果不是,是因为某种异常的短期突触可塑性机制,这可能是记忆巩固中与年龄相关的差异的根本来源。我也对找出这些过程在大脑中发生的基础科学感兴趣。但如果 我们可以使用经颅磁刺激在老年人作为一种工具重新激活动荡的潜在记忆 可能 被遗忘或者  的过程中被遗忘了,也许我们可以使用 TMS 创造更好的干预措施 加强在健康老年人和情景记忆  障碍患者记忆。  


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参考

Rose, n.s., LaRocque, j.j., Riggall, a.c., Gosseries, O., Starrett, m.j., Meyering, e.e., & Postle, b.r.(2016)。经颅磁刺激下潜在工作记忆的再激活。科学354(6316), 1136 - 1139。

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