博士后论文认知神经学研究

博士后论文认知神经学研究

Eichenbaum, H. (2017). Memory: organization and control. Annual review of psychology, 68, 19-45.第三部分：前额叶皮层对记忆的认知控制记忆的控制和检索不是自动或是被动的，它是主动控制的，前额叶与海马之间有相互作用，可能会引导结构以及有选择地从记忆组织中检索信息。1、前额叶皮层和海马相互作用以支持记忆 前额叶皮层和海马体之间有很强的解剖联系，这与前额叶皮层和海马体相互作用以支持记忆的观点是一致的（Simons & Spiers 2003）。在人类中，功能成像研究已经证明了海马和前额叶活动在各种记忆任务中的相关性(Brassen et al. 2006, Bunge et al. 2004, Dickerson et al. 2007, Zeithamova et al. 2012; for a review, see Ritchey et al. 2015)。在猴子身上，θ和β波段振荡的同步性受配对关联学习任务结果的调节 (Brincat &Miller 2015)。在大鼠中，一些研究表明，延迟不匹配样本的精确记忆与前额叶神经丛与海马θ活动的同步有关(Benchenane et al. 2010, Hyman et al. 2005, Sigurdsson et al. 2010)。 前额叶皮层与海马体的损伤性分离，会损害了人对于物体的位置和顺序记忆，这显示了其相互作用的重要性。同样地，在猴子中，会导致条件视觉辨别学习的严重损伤。综上所述，这些研究从人类、猴子和大鼠的多种途径提供了证据，表明前额叶和海马区域在记忆中有相互作用，但是其本质是什么，还需从这些区域之间的生理和功能的相互作用上来探究。2、前额叶皮层在记忆控制中有特定作用 大量的证据一致表明，前额叶皮层通过认知或策略控制其他脑区的记忆检索过程而影响记忆(Anderson & Weaver 2009, Buckner & Wheeler 2001, Dobbins et al. 2002, Kuhl & Wagner 2009, Miller & Cohen 2001, Moscovitch 1992, Postle 2006, Ranganath & Blumenfeld 2008)。在人类中，有证据表明前额叶皮层区域涉及记忆连接关系的建立、记忆检索功能的监测，功能成像数据表明，前额叶损伤引起的记忆损害可以被描述为抑制干扰记忆的缺陷。实际中情况与之一致，前额损伤的患者在标准记忆测试中未表现出严重损伤；但存在记忆干扰或分心时，患者在获得目标信息的记忆上表现出明显缺陷。比如，有前额叶损伤的个体成功地学习了一组成对联想（AB），但在学习新的原始元素联想（AC）时受到严重损害，这种损害的特征是原始联想的侵入(Shimamura et al. 1995)。类似地，在前额叶皮层-受损患者学习两个不相关关联列表时，一个列表的记忆受到另一个列表的干扰而受损，这表明前额叶皮层通过选择与当前上下文相关的记忆并抑制不相关的记忆来控制记忆的提取 (Depue 2012)。 虽然人类和动物前额叶区之间的同源性尚不清楚(Vertes 2006)，但大量证据表明，前额叶皮层在控制记忆中的作用在哺乳动物中也存在。对猴子和老鼠的研究扩展了人类集合转换中前额叶功能的经典发现，表明前额叶损伤导致动物在学习感知集合之间的转换严重受损 (Birrell & Brown 2000, Dias et al. 1996)。一些研究还表明，啮齿动物的前额叶皮层对记忆策略上，规则引导的转换至关重要 (Brown & Bowman 2002, Durstewitz et al. 2010, Marquis et al. 2007,Ragozzino et al. 2003, Rich & Shapiro 2007)。 对神经元活动模式的研究支持：前额叶皮层获得行为情境的表征，进而决定记忆的正确检索。米勒和他的同事(Miller & Cohen 2001)已经在猴子身上证明了前额叶皮层在获得前额叶神经表征方面的重要性，这些表征可以指导感知、行为和认知规则。大鼠的研究中，前额叶皮层的神经元团在不同的行为情境中明显活动 (Hyman et al. 2012)，且活动的模式随事件而变化 (Durstewitz et al. 2010, Karlsson et al. 2012)。在一项与上述策略转换实验直接相关的研究中，Rich&Shapiro（2009）观察到前额叶神经元活动模式预测了空间记忆领域中记忆位置和反应策略之间的转换。综合这些发现，得出一个观点，海马体创造了记忆的组织，而前额叶皮层提取了一组共同的持续任务规则，这些规则支配着海马组织内记忆的选择。3、前额叶控制的机制是抑制竞争性记忆 另外的证据表明，前额叶皮层通过抑制上下文不恰当的记忆，利用上下文表征来控制海马中详细记忆的提取。例如，在一项关于识别记忆中的入侵错误的研究中，前额叶损伤的大鼠在执行识别任务时，先前学习的记忆样记忆中的错误警报选择性增加，类似于前一节描述的AB与AC问题中人类入侵错误的观察。(Farovik et al. 2008)。进一步证据来自于“示意性组织的神经网络表示”一节中所述的研究，在该研究中，有两种空间情境，老鼠分别使用来指导检索其他矛盾的对象-奖励关联。在执行这项任务的大鼠中，海马背侧的神经元用放电将这些记忆编码到每个空间环境中特定位置的特定物体上(Komorowski et al. 2009)。然而，当前额叶皮层失活时，背侧海马神经元无差别地检索恰当和不恰当的对象记忆表征（Navawongse&）。这一观察结果表明，即使在没有前额叶输入的情况下，海马体也能够恢复记忆，但前额叶皮层的作用是通过抑制其他表征来为上下文选择恰当的记忆。4、海马-前额叶的双向作用支持情境引导的记忆 腹侧海马体直接投射到前额叶皮质(Swanson et al. 1978)，为海马有意义的不同空间环境的表征提供了一个直接到达前额叶皮层的途径。结合这一观察结果与前一节描述的结果，提出了一种支持记忆编码和上下文相关记忆提取的海马-前额叶双向作用模型。根据这个模型，在单一环境中发生的密切相关的事件以及定义该环境的环境线索，都是由腹侧海马体作为一组特征和事件的集合来处理的，这些特征和事件定义了这些事件发生的特定环境。这种定义上下文的信息通过直接投射被发送到前额叶皮层，在那里，神经系统发展出不同的表征，可以在学习过程中区分上下文规则。当被试者随后被提示使用相同的语境时，腹侧海马体信号会直接传递语境信息到前额叶皮层，前额叶皮层通过抑制上下文不合适的记忆，使用适当的规则，支持海马背侧中对上下文相关的记忆表征的检索。本模型所提出的海马与前额叶皮层之间的对话得到了支持，最近的研究发现，在大鼠执行情境导向的对象记忆任务时，海马和前额叶皮质之间存在功能连接。当老鼠进入一个空间环境时，海马体网络将有关环境的信息发送到前额叶皮层，而当动物随后评估对象选择时，前额叶网络将信息发送到海马体，这可能是为了指导适当的记忆检索 (Place et al. 2016)。5、前额叶控制记忆组织的发展和更新 除了在记忆检索方面的作用外，前额叶皮层的认知控制也可能通过引导新记忆整合到已有知识的组织中来支持记忆组织的发展和更新 (Preston & Eichenbaum 2013)。McClelland等人(1995)提出，新记忆最初是在海马体中呈现的，随后交织成新皮层中现有相关记忆的语义组织。这种交织过程包含了新的记忆，通常需要修改原有的网络结构来添加新的记忆，这与Piaget(1928)的吸收新信息和适应现有知识结构来整合新信息的观点相一致。 有几项研究报告说，将记忆整合到知识组织中依赖于前额叶皮层。特别是，前额叶皮层在图式组织的获取和间接相关记忆的推断中起着至关重要的作用 (DeVito et al. 2010)。Tse等人(2011)也表明，前额叶区域参与了新的食物-位置关联的快速同化，并将它与已存在的食物-位置的记忆联系。在人类中，前额叶皮层在一个图式组织内的新记忆同化过程中被激活(Wendelken & Bunge 2010)；对传递推理至关重要(Koscik & Tranel 2012)；并在吸收新记忆、间接相关记忆间的推断(Zeithamova & Preston 2010, Zeithamova et al. 2012)和更新记忆组织(Milivojevic et al. 2015)过程中被激活。总之，在啮齿动物和人类身上的研究结果表明，前额叶皮层在整合新信息以及从图式组织中检索记忆时起着重要作用。引用文献： Simons & Spiers 2003：功能神经成像、神经生理学、交叉损伤神经心理学和计算模型的最新进展突出了了解内侧颞叶和额叶如何相互作用以使记忆成功的重要性，并为探索这些相互作用提供了机会。Bunge et al. 2004：人们认为，恢复情景联想的能力取决于颞叶记忆机制和额叶认知控制过程。本研究探讨了非言语联想检索背后的神经回路，并考虑了检索成功对认知控制需求的影响。事件相关的fMRI数据是在两种强制选择联想识别模式下获取的，而受试者检索到的是强相关或弱相关的新视觉模式对。从行为上看，成功地检索到强相关对和弱相关对更有可能伴有对这对之前共现的有意识回忆。在神经层面，成功检索强关联时，右侧腹外侧前额叶皮层(VLPFC)和海马体比弱关联时更活跃，这与视觉联想记忆的作用一致。相比之下，弱试验激发了右前扣带皮层(ACC)的更大的激活，这可能在记忆缺失的情况下检测到相似熟悉的目标和箔刺激之间的冲突。与这一解释一致，ACC活性增强与较弱的海马和较强的右背外侧PFC (DLPFC)反应相关。因此，回忆相关的视觉关联(海马体和VLPFC)可以降低记忆冲突(ACC)水平，降低基于熟悉度的监测需求(DLPFC)。这些发现强调了认知控制和情景再现之间的相互作用。Benchenane et al. 2010：为了研究海马和内侧前额叶皮层(Pfc)之间的相互作用及其对学习和记忆巩固的重要性，我们测量了在Y迷宫中学习新规则的大鼠这两个结构之间的theta振荡的一致性。一致性在选择点达到峰值，在任务规则习得之后达到最强。同时，Pfc锥体神经元重组了它们的相位，集中在海马的西塔槽，同时出现了同步的细胞组装。这种同步状态可能是由相互关测定的锥体细胞间神经元对锥体细胞的抑制作用增强引起的，并且可以被多巴胺调节:我们在麻醉大鼠的Pfc中发现了类似的海马-Pfc相干性增强和神经元相位转移。在高相干性期间出现的Pfc细胞组装在随后的睡眠中优先重播，与海马尖波同时发生。因此，海马/额叶前部的一致性可能导致额叶前部网络中奖赏预测活动的同步，标记它以进行随后的记忆巩固Postle 2006：工作记忆的认知神经科学研究在很大程度上是由一个标准模型推动的，该模型是由心理学理论和神经科学数据融合而来。该标准模型的原则之一是，工作记忆功能产生于专门系统的操作，这些系统作为信息存储和操作的缓冲，而额叶皮层(尤其是前额叶皮层)是这些专门系统的关键神经基质。然而，标准模型已经成为其自身成功的受害者，并且不能再容纳它所激发的许多实证研究结果。提出了一种替代方法:工作记忆功能是通过大脑系统的协调招募和注意而产生的，这些系统已经进化到完成感觉、表现和行动相关的功能。来自猴子和人类的行为、神经心理学、电生理学和神经影像学研究的证据，以及如何解释前额叶皮层的延迟期活动的问题，都被考虑在内。Shimamura et al. 1995：对额叶损伤患者进行配对联想学习测试，对提示词和应答词进行处理，以增加对两个研究列表的干扰。在一项配对学习测试(AB-AC测试)中，在一个列表中使用的提示词在另一个列表中重复出现，但与不同的响应词相关(例如，LION-HUNTER、LION-CIRCUS)。在另一个测试(AB-ABr测试)中，在一个列表中使用的单词在另一个列表中重复出现，但会重新排列以形成新的对。与对照组相比，额叶损伤的患者由于干扰作用而表现出不相称的第二表学习障碍。特别是，患者在第二个列表的初始试验中表现最差，在这个试验中，来自第一个列表的干扰效果最明显。这些发现表明，在额叶损伤后，对不相关或竞争性记忆关联的在线控制被破坏。这种干扰可能表明门控或过滤机制受损，不仅影响记忆功能，还影响其他认知功能。Depue 2012：过去经验的记忆对于指导目标相关的行为是至关重要的。能够通过调节检索来控制记忆的可达性，使人类能够灵活地适应环境。认知神经科学在很大程度上回避了对这种控制是如何实现的具体神经通路的理解。因此，在目前的论文中，我回顾了文献，检查显性控制检索，以减少可及性。首先介绍了检索抑制的三个假说。这些假设包括:(i)注意其他刺激作为转移注意力的一种形式，(ii)抑制记忆的特定个体神经表征，以及(iii)更广泛地抑制海马体和检索过程以防止表征的重新激活。然后，我分析了取自白熊抑制、定向遗忘和思考/不思考任务的文献，为这些假设提供证据。最后，我们建立了一个神经解剖学模型，指出了从PFC到海马复合体的三条支持记忆检索抑制的通路。一般来说，描述这些神经通路可以增进我们对记忆控制的理解Birrell & Brown 2000：本研究探讨了大鼠内侧额叶皮层参与感知注意力集转移的可能性。我们训练大鼠执行一项注意力集转移任务，其形式上与猴子和人类的任务相同。老鼠被训练在碗里挖洞以获得食物奖励。这些碗是成对摆放的，只有一个上了饵。老鼠必须根据气味、填充碗的介质或覆盖其表面的质地来选择挖洞的碗。在一个单独的实验中，大鼠进行了一系列的鉴别，包括反向、维度内的转移和维度外的转移。双侧额叶内侧皮质注射ibotenic引起的损害既不会导致初始习得也不会导致逆转学习。我们在这里报告了同样的选择性损伤转移注意力设置在大鼠中看到灵长类动物的前额皮质损伤。结论:大鼠内侧额叶皮层与灵长类外侧额叶皮层具有相似的功能。Brown & Bowman 2002：在这篇文章中，我们考虑在大鼠身上的研究是否能提供有关灵长类前额叶皮层功能的有用信息。从表面上看，不同物种的前额皮质区域特化的比较表明了功能上的一致性。不幸的是，灵长目动物前额叶皮层的功能专门化的性质是有争议的，而且支持大鼠和灵长目动物前额叶皮层特定区域之间具有同源性这一观点的数据也很薄弱。然而，我们在此认为，对相对未分化的大鼠额叶前部皮层的计算功能的研究可以为灵长类额叶前部皮层的处理提供一些启示。Miller & Cohen 2001：长期以来，人们一直怀疑前额叶皮层在认知控制方面发挥着重要作用，在根据内部目标协调思想和行动的能力方面发挥着重要作用。然而，它的神经基础仍然是一个谜。在这里，我们提出，认知控制源于对代表目标和实现目标的手段的前额叶皮层活动模式的积极维持。它们向其他大脑结构提供偏置信号，这些偏置信号的净效应是引导活动沿着神经通路流动，这些神经通路建立了执行给定任务所需的输入、内部状态和输出之间的适当映射。我们回顾了支持这一理论的神经生理学、神经生物学、神经影像学和计算学研究，并讨论了其含义以及需要解决的其他问题Durstewitz et al. 2010：适应性行为最有趣的一个方面涉及到在不断变化的环境中对规律和规则的推断。规则通常是通过依赖于前额叶皮层(PFC)的基于证据的学习推导出来的。这是一个高度动态的过程，一个试验一个试验地演进，因此在多次重复中平均单个单元的响应可能无法充分地捕捉到这一过程。在这里，我们使用了先进的统计技术来可视化同时记录的内侧PFC神经元的集合的轨迹，在一个实验的基础上，当大鼠在一个集移任务中推导出一个新的规则。神经群体通过进入独特的网络状态，形成了对熟悉的和新的规则的清晰而持久的表示。在获取规则的过程中，所记录的集成通常表现出突变，而不是连续的进化，与行为性能的变化具有紧密的时间关系。这些结果支持了规则学习是一个基于证据的决策过程的观点，可能伴随着瞬间的顿悟。Rich&Shapiro,2009：协调多重记忆系统的神经元机制尚不完全清楚，但越来越多的证据表明，前额叶皮层(PFC)是核心。PFC对于灵长类动物抽象的、规则导向的行为以及大鼠在记忆策略之间的快速转换至关重要。我们发现，大鼠内侧PFC神经元活动可以预测海马和尾状核依赖性记忆策略之间的转换。前边缘区(PL)和边缘下区(IL)神经元活动随着大鼠改变记忆策略而改变。PL 预测学习绩效，而IL滞后，表明这两个区域分别帮助发起和建立新的策略。这些神经元动力学表明，PFC通过整合刺激、动作和奖励之间的预测关系，有助于记忆策略的协调。Farovik et al. 2008：关于啮齿动物内侧前额叶皮层(mPFC)在多大程度上与人类和非人灵长类的背外侧前额叶皮层在功能上是同源的，一直存在争议。以前的研究比较了大鼠mPFC病变与背外侧前额叶病变在工作记忆、策略转换和时间顺序方面的影响。然而，没有人研究过啮齿类动物的mPFC在识别记忆中的作用，在人类中，背外侧前额叶损伤导致源监测不足，从而导致记忆受损。在本研究中，我们检测了双侧mPFC损伤大鼠的识别记忆，使用非匹配-样本任务的变体，通过响应偏差操作进行信号检测分析，区分回忆和熟悉对识别记忆的贡献。患有内侧额叶前部病变的动物整体认知能力较差，他们诱发“旧”或“新”反应的倾向没有普遍变化。信号检测分析显示，mPFC损伤大鼠的受试者工作特征曲线(ROC)为曲线对称型，而对照组受试者的受试者工作特征曲线为曲线非对称型，表明mPFC损伤严重降低了受试者的记忆能力，同时降低了受试者的熟悉度。回忆失败与拒绝新项目的能力受损(误报率增加)有关，而识别旧项目(命中率)是正常的。这一发现模式与在前额叶背外侧损伤患者中观察到的相似，并且补充了海马损伤后观察到的命中率选择性缺失。Komorowski et al. 2009：先前的研究表明，海马体在记忆事件发生的环境中起着至关重要的作用。然而，迄今为止的研究并没有提供令人信服的证据表明，海马神经元编码的事件上下文连接直接与这种学习有关。我们在此报告，当动物在不同的环境中学习不同的意思时，个别的海马神经元在它们有不同意义的地方对特定的刺激产生反应。此外，这种连接编码以增强的特定于项目的响应的形式在一个预先存在的空间表示的子集中发展。这些发现支持了这样一种观点，即海马体中的连接表征是获得特定情景记忆的基础Navawongse&Eichenbaum. 2013:海马神经元在事件发生的环境中对事件进行编码，这是情景记忆的一个基本特征。在此，我们探讨了大鼠在检索物体联想时，海马神经元所代表的事件和上下文信息的来源。内侧前额叶皮层的暂时失活会显著降低以海马神经元放电模式为代表的基于规则的物体联想的选择性，但不会影响空间放电模式。相反，内侧内嗅皮质的失活导致了空间环境和事件的海马映射的普遍重组。这些结果提示在记忆表征中，前额叶和内侧颞叶的机制是不同的、协同的lace et al. 2016:我们比较了大鼠海马和前额叶相互作用的动力学，因为他们使用空间环境来指导对象记忆的检索。功能连接分析表明，当大鼠进入空间环境时，从海马体到前额叶皮层的上下文信息流动。相反，在开始对象采样时，信息流动的方向相反，这与前额叶对检索上下文相关的海马记忆表征的控制一致Preston & Eichenbaum 2013:记录每天的经历并在日后提取这些记忆的能力依赖于两种信息处理。首先，在学习过程中，大脑必须迅速形成对新经验的初步神经表征。其次，大脑必须巩固组织中的新表现形式，以便在受到可能与最初体验的某个特征无关的刺激时，对检索进行优化。大量的研究已经使人们对大脑如何形成新事件的记忆痕迹有了普遍的认识。最近在发现大脑如何将新记忆组织成知识网络方面取得了重大进展，这些知识网络可以在各种情况下灵活使用。在这里，我们将概述一些关于大脑如何支持这些记忆过程的证据。我们将首先概述大脑的记忆系统，然后重点介绍两个关键的大脑结构——海马体和前额叶皮层——它们支持对新信息的快速编码以及记忆网络的巩固和组织。McClelland. 1995:海马系统的损伤会破坏最近的记忆，但会留下完整的远端记忆。这里提出的解释表明，记忆最初是通过海马系统的突触变化来存储的，这些变化支持了新皮质中最近记忆的恢复，新皮质突触在每次恢复时都会发生一点变化，而远端记忆是基于新皮质的累积变化。通过更改连接来学习的模型有助于解释这个组织。如果对每个项目的学习是渐进的，并与对其他项目的学习交织在一起，这些模型就会发现项目整体的结构。这表明，新皮层慢慢地学会了在经验的集合中发现结构。海马体系统允许在不破坏这个结构的情况下快速学习新事物，而新记忆的恢复将它们与其他记忆交织在一起，将它们整合到有结构的新皮层记忆系统中。DeVito et al. 2010:“传递推理”是指从记忆中判断构成一个层次结构的系列的间接相关项目之间的关系的能力，这种能力被认为是关系记忆的一个基本特征。在这里，我们通过观察对内侧前额叶皮质选择性损伤的小鼠的表现，探讨了前额叶皮质在传递性推断中的作用。边缘下和边缘前区域的损伤导致了一系列重叠的气味识别问题的严重损害，例如，与假手术对照组相比，前额叶损伤的动物需要两倍的试验来学习。在最终获得成功后，内侧额叶前部病变的动物在传递性推断探针测试中严重受损，而在涉及对新气味配对的非传递性判断的测试中，它们的表现与对照组一样好。这些结果表明，前额叶皮层是完整的海马-皮层网络的一部分，对相关记忆组织至关重要。Wendelken & Bunge 2010:对复杂信息进行推理的能力是人类认知的一个中心特征。许多推理任务的一个重要组成部分是整合多种心理关系的需要。一些研究人员认为，外侧前额叶皮层(RLPFC)在关系整合中起着关键作用。如果这个假设是正确的，那么RLPFC应该在传递性推理中发挥关键作用，这需要整合多个关系才能得出结论。然而，到目前为止，有关传递推理的神经科学研究主要集中在海马体上。在这项功能磁共振成像研究中，我们试图比较RLPFC和海马在一个新的传递推理范式中的作用。在屏幕上显示了彩色球之间的四个关系，以及一个目标关系。参与者被要求判断目标关系是否正确，给出球之间的其他指示关系。RLPFC，而不是海马体，在需要关系整合的实验中比没有整合的关系编码的实验表现出更强的激活。与此相反，海马体表现出一种与关系编码作用相一致的模式，在需要对关系谓词-论据结构进行编码的试验中，与需要对项目-项目关联进行编码的试验相比，海马体的激活更强烈。功能连接分析提出了RLPFC在关系整合过程中利用海马对心理关系的表征的假设。Koscik & Tranel 2012：我们假设腹内侧前额叶皮层(vmPFC)是进行传递性推断的关键。为了测试这一点，有局灶性vmPFC损伤的参与者、脑损伤的比较参与者、神经系统正常的参与者完成一个由一组有序的任意模式组成的传递推理任务。参与者首先通过反复试验来学习模式之间的关系(如模式A >模式B、模式B >模式C)。在初步学习后，参与者会看到新的配对，其中一些需要传递推理(如模式A >模式C)。我们观察到，vmPFC损伤会导致特定的传递推断缺陷，这表明完整的vmPFC对于正常的传递推断是必要的。鉴于及物性在推断社会关系中的作用，这种缺陷可能是与vmPFC损伤相关的社会行为问题的基本特征之一。Zeithamova & Preston 2010：情景记忆的特征是快速形成新的关联，这些关联将信息与个体的情景联系起来。情景记忆的一个重要方面是能够灵活地运用和重组来自过去经验的信息来指导新的行为。对于记忆研究的一个关键问题是内侧颞叶(MTL)和前额叶皮层(PFC)，这两个区域涉及到快速的事件内结合，如何进一步支持跨事件结合以服务于记忆的灵活性。我们使用一个人类的联想推理任务来回答这个问题，这个任务需要在重叠的经验中快速地绑定信息(AB, BC)，以使成功地转移到新的测试探针(AC)。在预测直接学习关联的后续联想记忆的区域内，编码MTL(包括海马和海马旁皮层)的激活，独特地预测了参与者内部和跨参与者的新转移试验的成功，这与一个整合的编码机制相一致，在这个机制中，重叠的经验在学习过程中被连接成一个组合的表征。相反，在检索过程中，PFC激活预测逐个试验的转移成功，而MTL预测跨参与者的转移性能。此外，与检索直接习得的关联相比，在新的转移试验中可以观察到MTL-PFC耦合的增加。这些发现表明，推理过程支持在检索过程中将快速获得的经验转化为新的事件，在此过程中，多个记忆被回忆并灵活地重新组合以服务于成功的行为。总之，这些结果展示了支持记忆灵活性的独特编码和检索机制，揭示了MTL区域在编码过程中的交叉集绑定以及在测试时的灵活传输过程中的交互MTL- pfc过程中的独特作用。

洪兰，一九六九年台湾大学毕业后，即赴美留学，取得加州大学实验心理学博士学位。曾在耶鲁大学哈斯金实验室及加州大学尔湾医学院神经科接受博士后训练，之后进入圣地亚哥沙克生物研究所任研究员，并于加州大学河滨校区担任研究教授。一九九二年回台任教于中正大学心理所；目前为中央大学认知神经科学研究所所长、阳明大学神经科学研究所教授暨认知神经心理学实验室主持人。

洪教授研究、讲学之余，致力科普书籍的译作，曾翻译二十余本生物科技及心理学方面的好书。近年来有感于教育是国家的根本，而阅读是教育的根本，更致力于阅读习惯的推广，足迹遍及台湾各县市城乡及离岛近千所的中国小作推广阅读的演讲。

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Annual review of psychology, 68, 19-45.第三部分：前额叶皮层对记忆的认知控制记忆的控制和检索不是自动或是被动的，它是主动控制的，前额叶与海马之间有相互作用，可能会引导结构以及有选择地从记忆组织中检索信息。1、前额叶皮层和海马相互作用以支持记忆 前额叶皮层和海马体之间有很强的解剖联系，这与前额叶皮层和海马体相互作用以支持记忆的观点是一致的（Simons & Spiers 2003）。在人类中，功能成像研究已经证明了海马和前额叶活动在各种记忆任务中的相关性(Brassen et al. 2006, Bunge et al. 2004, Dickerson et al. 2007, Zeithamova et al. 2012; for a review, see Ritchey et al. 2015)。在猴子身上，θ和β波段振荡的同步性受配对关联学习任务结果的调节 (Brincat &Miller 2015)。在大鼠中，一些研究表明，延迟不匹配样本的精确记忆与前额叶神经丛与海马θ活动的同步有关(Benchenane et al. 2010, Hyman et al. 2005, Sigurdsson et al. 2010)。 前额叶皮层与海马体的损伤性分离，会损害了人对于物体的位置和顺序记忆，这显示了其相互作用的重要性。同样地，在猴子中，会导致条件视觉辨别学习的严重损伤。综上所述，这些研究从人类、猴子和大鼠的多种途径提供了证据，表明前额叶和海马区域在记忆中有相互作用，但是其本质是什么，还需从这些区域之间的生理和功能的相互作用上来探究。2、前额叶皮层在记忆控制中有特定作用 大量的证据一致表明，前额叶皮层通过认知或策略控制其他脑区的记忆检索过程而影响记忆(Anderson & Weaver 2009, Buckner & Wheeler 2001, Dobbins et al. 2002, Kuhl & Wagner 2009, Miller & Cohen 2001, Moscovitch 1992, Postle 2006, Ranganath & Blumenfeld 2008)。在人类中，有证据表明前额叶皮层区域涉及记忆连接关系的建立、记忆检索功能的监测，功能成像数据表明，前额叶损伤引起的记忆损害可以被描述为抑制干扰记忆的缺陷。实际中情况与之一致，前额损伤的患者在标准记忆测试中未表现出严重损伤；但存在记忆干扰或分心时，患者在获得目标信息的记忆上表现出明显缺陷。比如，有前额叶损伤的个体成功地学习了一组成对联想（AB），但在学习新的原始元素联想（AC）时受到严重损害，这种损害的特征是原始联想的侵入(Shimamura et al. 1995)。类似地，在前额叶皮层-受损患者学习两个不相关关联列表时，一个列表的记忆受到另一个列表的干扰而受损，这表明前额叶皮层通过选择与当前上下文相关的记忆并抑制不相关的记忆来控制记忆的提取 (Depue 2012)。 虽然人类和动物前额叶区之间的同源性尚不清楚(Vertes 2006)，但大量证据表明，前额叶皮层在控制记忆中的作用在哺乳动物中也存在。对猴子和老鼠的研究扩展了人类集合转换中前额叶功能的经典发现，表明前额叶损伤导致动物在学习感知集合之间的转换严重受损 (Birrell & Brown 2000, Dias et al. 1996)。一些研究还表明，啮齿动物的前额叶皮层对记忆策略上，规则引导的转换至关重要 (Brown & Bowman 2002, Durstewitz et al. 2010, Marquis et al. 2007,Ragozzino et al. 2003, Rich & Shapiro 2007)。 对神经元活动模式的研究支持：前额叶皮层获得行为情境的表征，进而决定记忆的正确检索。米勒和他的同事(Miller & Cohen 2001)已经在猴子身上证明了前额叶皮层在获得前额叶神经表征方面的重要性，这些表征可以指导感知、行为和认知规则。大鼠的研究中，前额叶皮层的神经元团在不同的行为情境中明显活动 (Hyman et al. 2012)，且活动的模式随事件而变化 (Durstewitz et al. 2010, Karlsson et al. 2012)。在一项与上述策略转换实验直接相关的研究中，Rich&Shapiro（2009）观察到前额叶神经元活动模式预测了空间记忆领域中记忆位置和反应策略之间的转换。综合这些发现，得出一个观点，海马体创造了记忆的组织，而前额叶皮层提取了一组共同的持续任务规则，这些规则支配着海马组织内记忆的选择。3、前额叶控制的机制是抑制竞争性记忆 另外的证据表明，前额叶皮层通过抑制上下文不恰当的记忆，利用上下文表征来控制海马中详细记忆的提取。例如，在一项关于识别记忆中的入侵错误的研究中，前额叶损伤的大鼠在执行识别任务时，先前学习的记忆样记忆中的错误警报选择性增加，类似于前一节描述的AB与AC问题中人类入侵错误的观察。(Farovik et al. 2008)。进一步证据来自于“示意性组织的神经网络表示”一节中所述的研究，在该研究中，有两种空间情境，老鼠分别使用来指导检索其他矛盾的对象-奖励关联。在执行这项任务的大鼠中，海马背侧的神经元用放电将这些记忆编码到每个空间环境中特定位置的特定物体上(Komorowski et al. 2009)。然而，当前额叶皮层失活时，背侧海马神经元无差别地检索恰当和不恰当的对象记忆表征（Navawongse&）。这一观察结果表明，即使在没有前额叶输入的情况下，海马体也能够恢复记忆，但前额叶皮层的作用是通过抑制其他表征来为上下文选择恰当的记忆。4、海马-前额叶的双向作用支持情境引导的记忆 腹侧海马体直接投射到前额叶皮质(Swanson et al. 1978)，为海马有意义的不同空间环境的表征提供了一个直接到达前额叶皮层的途径。结合这一观察结果与前一节描述的结果，提出了一种支持记忆编码和上下文相关记忆提取的海马-前额叶双向作用模型。根据这个模型，在单一环境中发生的密切相关的事件以及定义该环境的环境线索，都是由腹侧海马体作为一组特征和事件的集合来处理的，这些特征和事件定义了这些事件发生的特定环境。这种定义上下文的信息通过直接投射被发送到前额叶皮层，在那里，神经系统发展出不同的表征，可以在学习过程中区分上下文规则。当被试者随后被提示使用相同的语境时，腹侧海马体信号会直接传递语境信息到前额叶皮层，前额叶皮层通过抑制上下文不合适的记忆，使用适当的规则，支持海马背侧中对上下文相关的记忆表征的检索。本模型所提出的海马与前额叶皮层之间的对话得到了支持，最近的研究发现，在大鼠执行情境导向的对象记忆任务时，海马和前额叶皮质之间存在功能连接。当老鼠进入一个空间环境时，海马体网络将有关环境的信息发送到前额叶皮层，而当动物随后评估对象选择时，前额叶网络将信息发送到海马体，这可能是为了指导适当的记忆检索 (Place et al. 2016)。5、前额叶控制记忆组织的发展和更新 除了在记忆检索方面的作用外，前额叶皮层的认知控制也可能通过引导新记忆整合到已有知识的组织中来支持记忆组织的发展和更新 (Preston & Eichenbaum 2013)。McClelland等人(1995)提出，新记忆最初是在海马体中呈现的，随后交织成新皮层中现有相关记忆的语义组织。这种交织过程包含了新的记忆，通常需要修改原有的网络结构来添加新的记忆，这与Piaget(1928)的吸收新信息和适应现有知识结构来整合新信息的观点相一致。 有几项研究报告说，将记忆整合到知识组织中依赖于前额叶皮层。特别是，前额叶皮层在图式组织的获取和间接相关记忆的推断中起着至关重要的作用 (DeVito et al. 2010)。Tse等人(2011)也表明，前额叶区域参与了新的食物-位置关联的快速同化，并将它与已存在的食物-位置的记忆联系。在人类中，前额叶皮层在一个图式组织内的新记忆同化过程中被激活(Wendelken & Bunge 2010)；对传递推理至关重要(Koscik & Tranel 2012)；并在吸收新记忆、间接相关记忆间的推断(Zeithamova & Preston 2010, Zeithamova et al. 2012)和更新记忆组织(Milivojevic et al. 2015)过程中被激活。总之，在啮齿动物和人类身上的研究结果表明，前额叶皮层在整合新信息以及从图式组织中检索记忆时起着重要作用。引用文献： Simons & Spiers 2003：功能神经成像、神经生理学、交叉损伤神经心理学和计算模型的最新进展突出了了解内侧颞叶和额叶如何相互作用以使记忆成功的重要性，并为探索这些相互作用提供了机会。Bunge et al. 2004：人们认为，恢复情景联想的能力取决于颞叶记忆机制和额叶认知控制过程。本研究探讨了非言语联想检索背后的神经回路，并考虑了检索成功对认知控制需求的影响。事件相关的fMRI数据是在两种强制选择联想识别模式下获取的，而受试者检索到的是强相关或弱相关的新视觉模式对。从行为上看，成功地检索到强相关对和弱相关对更有可能伴有对这对之前共现的有意识回忆。在神经层面，成功检索强关联时，右侧腹外侧前额叶皮层(VLPFC)和海马体比弱关联时更活跃，这与视觉联想记忆的作用一致。相比之下，弱试验激发了右前扣带皮层(ACC)的更大的激活，这可能在记忆缺失的情况下检测到相似熟悉的目标和箔刺激之间的冲突。与这一解释一致，ACC活性增强与较弱的海马和较强的右背外侧PFC (DLPFC)反应相关。因此，回忆相关的视觉关联(海马体和VLPFC)可以降低记忆冲突(ACC)水平，降低基于熟悉度的监测需求(DLPFC)。这些发现强调了认知控制和情景再现之间的相互作用。Benchenane et al. 2010：为了研究海马和内侧前额叶皮层(Pfc)之间的相互作用及其对学习和记忆巩固的重要性，我们测量了在Y迷宫中学习新规则的大鼠这两个结构之间的theta振荡的一致性。一致性在选择点达到峰值，在任务规则习得之后达到最强。同时，Pfc锥体神经元重组了它们的相位，集中在海马的西塔槽，同时出现了同步的细胞组装。这种同步状态可能是由相互关测定的锥体细胞间神经元对锥体细胞的抑制作用增强引起的，并且可以被多巴胺调节:我们在麻醉大鼠的Pfc中发现了类似的海马-Pfc相干性增强和神经元相位转移。在高相干性期间出现的Pfc细胞组装在随后的睡眠中优先重播，与海马尖波同时发生。因此，海马/额叶前部的一致性可能导致额叶前部网络中奖赏预测活动的同步，标记它以进行随后的记忆巩固Postle 2006：工作记忆的认知神经科学研究在很大程度上是由一个标准模型推动的，该模型是由心理学理论和神经科学数据融合而来。该标准模型的原则之一是，工作记忆功能产生于专门系统的操作，这些系统作为信息存储和操作的缓冲，而额叶皮层(尤其是前额叶皮层)是这些专门系统的关键神经基质。然而，标准模型已经成为其自身成功的受害者，并且不能再容纳它所激发的许多实证研究结果。提出了一种替代方法:工作记忆功能是通过大脑系统的协调招募和注意而产生的，这些系统已经进化到完成感觉、表现和行动相关的功能。来自猴子和人类的行为、神经心理学、电生理学和神经影像学研究的证据，以及如何解释前额叶皮层的延迟期活动的问题，都被考虑在内。Shimamura et al. 1995：对额叶损伤患者进行配对联想学习测试，对提示词和应答词进行处理，以增加对两个研究列表的干扰。在一项配对学习测试(AB-AC测试)中，在一个列表中使用的提示词在另一个列表中重复出现，但与不同的响应词相关(例如，LION-HUNTER、LION-CIRCUS)。在另一个测试(AB-ABr测试)中，在一个列表中使用的单词在另一个列表中重复出现，但会重新排列以形成新的对。与对照组相比，额叶损伤的患者由于干扰作用而表现出不相称的第二表学习障碍。特别是，患者在第二个列表的初始试验中表现最差，在这个试验中，来自第一个列表的干扰效果最明显。这些发现表明，在额叶损伤后，对不相关或竞争性记忆关联的在线控制被破坏。这种干扰可能表明门控或过滤机制受损，不仅影响记忆功能，还影响其他认知功能。Depue 2012：过去经验的记忆对于指导目标相关的行为是至关重要的。能够通过调节检索来控制记忆的可达性，使人类能够灵活地适应环境。认知神经科学在很大程度上回避了对这种控制是如何实现的具体神经通路的理解。因此，在目前的论文中，我回顾了文献，检查显性控制检索，以减少可及性。首先介绍了检索抑制的三个假说。这些假设包括:(i)注意其他刺激作为转移注意力的一种形式，(ii)抑制记忆的特定个体神经表征，以及(iii)更广泛地抑制海马体和检索过程以防止表征的重新激活。然后，我分析了取自白熊抑制、定向遗忘和思考/不思考任务的文献，为这些假设提供证据。最后，我们建立了一个神经解剖学模型，指出了从PFC到海马复合体的三条支持记忆检索抑制的通路。一般来说，描述这些神经通路可以增进我们对记忆控制的理解Birrell & Brown 2000：本研究探讨了大鼠内侧额叶皮层参与感知注意力集转移的可能性。我们训练大鼠执行一项注意力集转移任务，其形式上与猴子和人类的任务相同。老鼠被训练在碗里挖洞以获得食物奖励。这些碗是成对摆放的，只有一个上了饵。老鼠必须根据气味、填充碗的介质或覆盖其表面的质地来选择挖洞的碗。在一个单独的实验中，大鼠进行了一系列的鉴别，包括反向、维度内的转移和维度外的转移。双侧额叶内侧皮质注射ibotenic引起的损害既不会导致初始习得也不会导致逆转学习。我们在这里报告了同样的选择性损伤转移注意力设置在大鼠中看到灵长类动物的前额皮质损伤。结论:大鼠内侧额叶皮层与灵长类外侧额叶皮层具有相似的功能。Brown & Bowman 2002：在这篇文章中，我们考虑在大鼠身上的研究是否能提供有关灵长类前额叶皮层功能的有用信息。从表面上看，不同物种的前额皮质区域特化的比较表明了功能上的一致性。不幸的是，灵长目动物前额叶皮层的功能专门化的性质是有争议的，而且支持大鼠和灵长目动物前额叶皮层特定区域之间具有同源性这一观点的数据也很薄弱。然而，我们在此认为，对相对未分化的大鼠额叶前部皮层的计算功能的研究可以为灵长类额叶前部皮层的处理提供一些启示。Miller & Cohen 2001：长期以来，人们一直怀疑前额叶皮层在认知控制方面发挥着重要作用，在根据内部目标协调思想和行动的能力方面发挥着重要作用。然而，它的神经基础仍然是一个谜。在这里，我们提出，认知控制源于对代表目标和实现目标的手段的前额叶皮层活动模式的积极维持。它们向其他大脑结构提供偏置信号，这些偏置信号的净效应是引导活动沿着神经通路流动，这些神经通路建立了执行给定任务所需的输入、内部状态和输出之间的适当映射。我们回顾了支持这一理论的神经生理学、神经生物学、神经影像学和计算学研究，并讨论了其含义以及需要解决的其他问题Durstewitz et al. 2010：适应性行为最有趣的一个方面涉及到在不断变化的环境中对规律和规则的推断。规则通常是通过依赖于前额叶皮层(PFC)的基于证据的学习推导出来的。这是一个高度动态的过程，一个试验一个试验地演进，因此在多次重复中平均单个单元的响应可能无法充分地捕捉到这一过程。在这里，我们使用了先进的统计技术来可视化同时记录的内侧PFC神经元的集合的轨迹，在一个实验的基础上，当大鼠在一个集移任务中推导出一个新的规则。神经群体通过进入独特的网络状态，形成了对熟悉的和新的规则的清晰而持久的表示。在获取规则的过程中，所记录的集成通常表现出突变，而不是连续的进化，与行为性能的变化具有紧密的时间关系。这些结果支持了规则学习是一个基于证据的决策过程的观点，可能伴随着瞬间的顿悟。Rich&Shapiro,2009：协调多重记忆系统的神经元机制尚不完全清楚，但越来越多的证据表明，前额叶皮层(PFC)是核心。PFC对于灵长类动物抽象的、规则导向的行为以及大鼠在记忆策略之间的快速转换至关重要。我们发现，大鼠内侧PFC神经元活动可以预测海马和尾状核依赖性记忆策略之间的转换。前边缘区(PL)和边缘下区(IL)神经元活动随着大鼠改变记忆策略而改变。PL 预测学习绩效，而IL滞后，表明这两个区域分别帮助发起和建立新的策略。这些神经元动力学表明，PFC通过整合刺激、动作和奖励之间的预测关系，有助于记忆策略的协调。Farovik et al. 2008：关于啮齿动物内侧前额叶皮层(mPFC)在多大程度上与人类和非人灵长类的背外侧前额叶皮层在功能上是同源的，一直存在争议。以前的研究比较了大鼠mPFC病变与背外侧前额叶病变在工作记忆、策略转换和时间顺序方面的影响。然而，没有人研究过啮齿类动物的mPFC在识别记忆中的作用，在人类中，背外侧前额叶损伤导致源监测不足，从而导致记忆受损。在本研究中，我们检测了双侧mPFC损伤大鼠的识别记忆，使用非匹配-样本任务的变体，通过响应偏差操作进行信号检测分析，区分回忆和熟悉对识别记忆的贡献。患有内侧额叶前部病变的动物整体认知能力较差，他们诱发“旧”或“新”反应的倾向没有普遍变化。信号检测分析显示，mPFC损伤大鼠的受试者工作特征曲线(ROC)为曲线对称型，而对照组受试者的受试者工作特征曲线为曲线非对称型，表明mPFC损伤严重降低了受试者的记忆能力，同时降低了受试者的熟悉度。回忆失败与拒绝新项目的能力受损(误报率增加)有关，而识别旧项目(命中率)是正常的。这一发现模式与在前额叶背外侧损伤患者中观察到的相似，并且补充了海马损伤后观察到的命中率选择性缺失。Komorowski et al. 2009：先前的研究表明，海马体在记忆事件发生的环境中起着至关重要的作用。然而，迄今为止的研究并没有提供令人信服的证据表明，海马神经元编码的事件上下文连接直接与这种学习有关。我们在此报告，当动物在不同的环境中学习不同的意思时，个别的海马神经元在它们有不同意义的地方对特定的刺激产生反应。此外，这种连接编码以增强的特定于项目的响应的形式在一个预先存在的空间表示的子集中发展。这些发现支持了这样一种观点，即海马体中的连接表征是获得特定情景记忆的基础Navawongse&Eichenbaum. 2013:海马神经元在事件发生的环境中对事件进行编码，这是情景记忆的一个基本特征。在此，我们探讨了大鼠在检索物体联想时，海马神经元所代表的事件和上下文信息的来源。内侧前额叶皮层的暂时失活会显著降低以海马神经元放电模式为代表的基于规则的物体联想的选择性，但不会影响空间放电模式。相反，内侧内嗅皮质的失活导致了空间环境和事件的海马映射的普遍重组。这些结果提示在记忆表征中，前额叶和内侧颞叶的机制是不同的、协同的lace et al. 2016:我们比较了大鼠海马和前额叶相互作用的动力学，因为他们使用空间环境来指导对象记忆的检索。功能连接分析表明，当大鼠进入空间环境时，从海马体到前额叶皮层的上下文信息流动。相反，在开始对象采样时，信息流动的方向相反，这与前额叶对检索上下文相关的海马记忆表征的控制一致Preston & Eichenbaum 2013:记录每天的经历并在日后提取这些记忆的能力依赖于两种信息处理。首先，在学习过程中，大脑必须迅速形成对新经验的初步神经表征。其次，大脑必须巩固组织中的新表现形式，以便在受到可能与最初体验的某个特征无关的刺激时，对检索进行优化。大量的研究已经使人们对大脑如何形成新事件的记忆痕迹有了普遍的认识。最近在发现大脑如何将新记忆组织成知识网络方面取得了重大进展，这些知识网络可以在各种情况下灵活使用。在这里，我们将概述一些关于大脑如何支持这些记忆过程的证据。我们将首先概述大脑的记忆系统，然后重点介绍两个关键的大脑结构——海马体和前额叶皮层——它们支持对新信息的快速编码以及记忆网络的巩固和组织。McClelland. 1995:海马系统的损伤会破坏最近的记忆，但会留下完整的远端记忆。这里提出的解释表明，记忆最初是通过海马系统的突触变化来存储的，这些变化支持了新皮质中最近记忆的恢复，新皮质突触在每次恢复时都会发生一点变化，而远端记忆是基于新皮质的累积变化。通过更改连接来学习的模型有助于解释这个组织。如果对每个项目的学习是渐进的，并与对其他项目的学习交织在一起，这些模型就会发现项目整体的结构。这表明，新皮层慢慢地学会了在经验的集合中发现结构。海马体系统允许在不破坏这个结构的情况下快速学习新事物，而新记忆的恢复将它们与其他记忆交织在一起，将它们整合到有结构的新皮层记忆系统中。DeVito et al. 2010:“传递推理”是指从记忆中判断构成一个层次结构的系列的间接相关项目之间的关系的能力，这种能力被认为是关系记忆的一个基本特征。在这里，我们通过观察对内侧前额叶皮质选择性损伤的小鼠的表现，探讨了前额叶皮质在传递性推断中的作用。边缘下和边缘前区域的损伤导致了一系列重叠的气味识别问题的严重损害，例如，与假手术对照组相比，前额叶损伤的动物需要两倍的试验来学习。在最终获得成功后，内侧额叶前部病变的动物在传递性推断探针测试中严重受损，而在涉及对新气味配对的非传递性判断的测试中，它们的表现与对照组一样好。这些结果表明，前额叶皮层是完整的海马-皮层网络的一部分，对相关记忆组织至关重要。Wendelken & Bunge 2010:对复杂信息进行推理的能力是人类认知的一个中心特征。许多推理任务的一个重要组成部分是整合多种心理关系的需要。一些研究人员认为，外侧前额叶皮层(RLPFC)在关系整合中起着关键作用。如果这个假设是正确的，那么RLPFC应该在传递性推理中发挥关键作用，这需要整合多个关系才能得出结论。然而，到目前为止，有关传递推理的神经科学研究主要集中在海马体上。在这项功能磁共振成像研究中，我们试图比较RLPFC和海马在一个新的传递推理范式中的作用。在屏幕上显示了彩色球之间的四个关系，以及一个目标关系。参与者被要求判断目标关系是否正确，给出球之间的其他指示关系。RLPFC，而不是海马体，在需要关系整合的实验中比没有整合的关系编码的实验表现出更强的激活。与此相反，海马体表现出一种与关系编码作用相一致的模式，在需要对关系谓词-论据结构进行编码的试验中，与需要对项目-项目关联进行编码的试验相比，海马体的激活更强烈。功能连接分析提出了RLPFC在关系整合过程中利用海马对心理关系的表征的假设。Koscik & Tranel 2012：我们假设腹内侧前额叶皮层(vmPFC)是进行传递性推断的关键。为了测试这一点，有局灶性vmPFC损伤的参与者、脑损伤的比较参与者、神经系统正常的参与者完成一个由一组有序的任意模式组成的传递推理任务。参与者首先通过反复试验来学习模式之间的关系(如模式A >模式B、模式B >模式C)。在初步学习后，参与者会看到新的配对，其中一些需要传递推理(如模式A >模式C)。我们观察到，vmPFC损伤会导致特定的传递推断缺陷，这表明完整的vmPFC对于正常的传递推断是必要的。鉴于及物性在推断社会关系中的作用，这种缺陷可能是与vmPFC损伤相关的社会行为问题的基本特征之一。Zeithamova & Preston 2010：情景记忆的特征是快速形成新的关联，这些关联将信息与个体的情景联系起来。情景记忆的一个重要方面是能够灵活地运用和重组来自过去经验的信息来指导新的行为。对于记忆研究的一个关键问题是内侧颞叶(MTL)和前额叶皮层(PFC)，这两个区域涉及到快速的事件内结合，如何进一步支持跨事件结合以服务于记忆的灵活性。我们使用一个人类的联想推理任务来回答这个问题，这个任务需要在重叠的经验中快速地绑定信息(AB, BC)，以使成功地转移到新的测试探针(AC)。在预测直接学习关联的后续联想记忆的区域内，编码MTL(包括海马和海马旁皮层)的激活，独特地预测了参与者内部和跨参与者的新转移试验的成功，这与一个整合的编码机制相一致，在这个机制中，重叠的经验在学习过程中被连接成一个组合的表征。相反，在检索过程中，PFC激活预测逐个试验的转移成功，而MTL预测跨参与者的转移性能。此外，与检索直接习得的关联相比，在新的转移试验中可以观察到MTL-PFC耦合的增加。这些发现表明，推理过程支持在检索过程中将快速获得的经验转化为新的事件，在此过程中，多个记忆被回忆并灵活地重新组合以服务于成功的行为。总之，这些结果展示了支持记忆灵活性的独特编码和检索机制，揭示了MTL区域在编码过程中的交叉集绑定以及在测试时的灵活传输过程中的交互MTL- pfc过程中的独特作用。

来源：浙江大学学术委员会

文：周炜

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在哺乳动物的物种中，仅有不到10%的物种能够形成基于一夫一妻制的配对关系。随着时间的推移，通过选择性地寻找伴侣和与伴侣互动，夫妻关系得以维持和加强。大多数实验室啮齿动物包括大小鼠，都没有表现出这种行为。

然而，在实行一夫一妻制的草原田鼠中，通过一项“伴侣偏好测试”可以很容易地评估配对关系，实验动物可以选择与一个配对的伴侣或新动物共度时光，用来检测动物在配对行为中的神经活动，以及在配对关系成熟时，动物行为学和神经活动是如何变化的。

伏隔核（Nucleus accumbens, NAc）作为大脑中编码高奖赏配对行为的区域，在奖赏和动机中起着关键作用。一项fMRI研究中提出，当参与者认为他们是与其伴侣而不是一个陌生的人牵手时，NAc中表现出显著增强的BOLD信号。在草原田鼠中，干扰NAc内的神经调节信号会破坏配对行为的形成，而随后的基因表达变化有助于维持配对行为的发生。

尽管有大量证据表明NAc在编码配对行为中起主要作用，但这一过程背后的神经元动力学以及它们如何随着配对的进展而变化尚不明晰。

图1. 一夫一妻制草原田鼠的体内Ca2+成像

研究通过对草原田鼠交配前和交配后NAc中进行体内Ca2+成像来展现配对行为的形成和成熟在大脑中是如何表现的。结果表明长期同居会导致更强烈的配对结合偏向，作者进一步提出这种配对结合偏好是否反映在NAc神经元活动的模式中的疑问。

性幼稚的动物在交配前无偏好；在交配后短期测试中，动物对伴侣或新动物之间无显著偏好差异；而在长期测试中均表现出强烈的伴侣偏好行为（图1H-J） 。

图2. 交配前后与伴侣和新异性动物之间的交互作用中的Ca2+活性强度

基于对人类神经影像学的研究，假设人与伴侣而非陌生人在一起时，能够观察到更全面的神经活动。出乎意料的是，在控制测试动物与每只动物互动的方式差异后，所有成像神经元的Ca2+事件发生率均无法预测测试动物是否与其伴侣或新个体互动。文中定义伴侣偏好测试中所有至少持续1秒的社交互动阶段为社交回合。NAc中对配对的编码不会通过整个群体的活动变化而发生。

在研究两只性幼稚的新田鼠中，社交回合的持续时间没有差异；交配后，实验动物与伴侣的社交回合的持续时间比与新动物的更长 （图2A） 。与伴侣偏好的其他指标类似 （图1H-J） ，随着同居和交配时间的延长，伴侣或新动物社交回合的持续时间差异变得更加显著（图2A） 。

在社交过程中，NAc有很强的激活，但在考虑了社交回合总次数和持续时间的差异后，在伴侣或新动物交往过程中的平均活动没有差异 （图2E；p=，χ2=，df=5） 。

图3. 配对成熟时，接近细胞的整体增加

接下来的问题是特定神经元亚群的活动是否可能编码成对结合的特征？研究使用了事件触发分析来识别神经元，计算每个细胞Ca2+瞬变后1秒间隔内测试动物和伴侣或新动物之间距离的中位数变化，将观察到的距离变化与一个通过随机打乱每个细胞在伴侣室和新动物室中的瞬态得到的空模型进行了比较 （图3A） 。其中，距离变化≥95%的细胞被指定为离开细胞，距离变化≤5%的细胞被指定为接近细胞（图3B） 。

研究提出进场集合的差异不太可能是由于未预期的变量造成的，因为这样的变量同样会影响进场和离场单元的识别。在初始时间点，伴侣和新的接近细胞没有差异，但在交配后出现差异，并在长期时间点变得明显。该结合的成熟可能导致伴侣途径和新途径在NAc中的表达方式发生变化 （图3E；同伴认同的主要效应，F1,11=；p=）。

相比之下，即使在相同的排列分析中识别出伴侣细胞和新的离开细胞，在任何时间点也没有观察到差异（图3F；同伴认同的主要效应，F1,11=，p=；交互F2,22=，p=） 。此外，不同的方法组合对于识别和决定接近特定的个体可能是至关重要的，而当离开社会交互时，这种程度的专一性是不必要的。伴侣和新接近神经元的重叠并不比预期的更多 （图3G；幼稚p=；短期p=；长期来看p=） ，表明伴侣和新接近在单独的集成中是独立的；而伴侣和新离开细胞的重叠超过了偶然情况下的预期 （幼稚p=；短期p=；长期p=） 。

本研究发现了促成配对结合改变了大脑的神经基质，而伴侣整体NAc的Ca2+活性差异在草原田鼠的配对结合中并不显著。相反，成对结合的特定特征如接近伴侣而不是陌生人的优先愿望，可能编码在特定的神经元群中。

伴侣接近神经元具有许多功能，使其成为编码配对结合方面的理想候选者，例如决定采用配对伴侣的决定。

博士后论文天线研究

（ 1 ） 后，武汉理工大学信息学院工作， 2004 年 5 月被特聘为教授。 ：于大唐移动设备公司（原大唐科学技术研究院）从事第 3 代 TD-SCDMA 移动通信系统的研究与开发，新技术部新技术研究室副主任、高级工程师。（ 2 ） : 受香港科技大学电机与电子工程系 K. B. Letaief 教授（ IEEE Trans on Wireless Chief Editor ）的邀请，于 HKUST 从事 CDMA 无线通信的博士后研究工作。（ 3 ） ：西北工业大学电子工程系副教授，通信与信息系统学科跨世纪学科带头人，从事无线通信（移动通信技术）和信号处理（尤其是智能天线阵和信号检测）的研究工作。（ 4 ） : 受德国研究基金资助和慕尼黑工业大学电路理论和信号处理研究所 Josef A. Nossek 教授的邀请于德国慕尼黑工业大学从事面向第 3 代移动通信的智能天线阵技术研究博士后研究。（ 5 ） : 学校特批于西北工业大学“兵器科学与技术”博士后站从事校内博士后研究，研究内容为“基于高阶谱的目标特征提取”。 1998 年 3 月出站。 1997 年 12 月晋升为副教授。（ 6 ） : 在职西北工业大学电子工程系攻读博士学位，研究内容为“高分辨阵列处理技术”。 1996 年 12 月于西北工业大学获“水声工程”博士学位，并因学习和论文研究工作突出获 1995-1996 学年“中航技” 1 等奖学金。博士论文获得 1999 年陕西省优秀博士论文。（ 7 ） : 西北工业大学电子工程系信号与系统教研室教师， 1992 年晋升为讲师。

模式匹配法分析有限圆盘地面单极天线孙保华 张福顺 刘其中 摘 要：本文给出了一种严格分析有限尺寸圆盘地面单极天线的新方法——模式匹配法.该方法通过在天线上、下两边平行放置两个无限大良导电平面，以及合理划分区域，使得每个分区中的场分量能够采用柱谐展开式解析表示，且展开系数由导体表面边界条件及分区交界处场分量连续条件加以确定.在此基础上，进一步分析天线的输入阻抗等电性能.计算结果表明：对不同尺寸圆盘地面单极子天线，理论分析与文献中的实验结果均十分吻合.同时，由于场量的解析表示，使得计算速度较快.关键词：模式匹配法；有限圆盘；单极天线分类号：TN821+3 文献标识码：A文章编号：0372-2112 (2001) 06-0832-03 基金项目：国防预研基金（）; 国防科技预研项目()作者简介：孙保华 1969年生，1996年在西安电子科技大学获工学硕士学位.现为该校博士研究生.张福顺副教授，1960年生于西安，1995年获硕士学位，1999年获博士学位.长期从事天线理论与工程的教学和科研，从1995年至今，共发表学术论文30余篇，获部级奖3项，主持10余项科研项目，主要著作为《天线测量》、《天线工程手册》、《近场测量误差分析与系统》. 作者单位：孙保华（西安电子科技大学天线研究所，陕西西安 710071） 张福顺（西安电子科技大学天线研究所，陕西西安 710071） 刘其中（西安电子科技大学天线研究所，陕西西安 710071） 参考文献：〔1〕A S Meier,W P impedance of vertical antennas over finite ground planes [J].(6):609-616.〔2〕G A hybrid technique for combining moment method with the geometrical theory of diffraction [J].IEEE Trans.,1975,AP-23(1):62-69.〔3〕K H Awadalla,T S M impedance of a monopole at the center of a finite ground plane [J].IEEE Trans.,1978,AP-26(3):244-248.〔4〕K H Awadalla and T S M antenna at center of circular ground plane:input impedance and radiation patter [J].IEEE Trans.,1979,AP-27(3):151-154.〔5〕J H antenna on circular disc [J].IEEE Trans.,1984,AP-32(12):1282-1287.〔6〕M A Morgan,et of monopole antenna currents using cylindrical harmonics [J].IEEE Trans.,1990,AP-38(7):1130-1133.〔7〕M A Morgan,F K analysis of dielectric loaded top-hat monopole antennas [J].IEEE Trans.,1994,AP-42(1):54-61.〔8〕L A Francavilla,et matching analysis of top-hat monopole antennas loaded with radially layered dielectric [J].IEEE Trans.,1999,AP-47(1):179-185.〔9〕R M Mittra,S W techniques in the theory of guided wave [M].New York:Macmillian,1971.〔10〕R F electromagnetic field [M].New York,McGraw-Hill,1971.

据外媒报道， 一组天文学家利用南非的MeerKAT射电望远镜发现了8颗位于密集的恒星团中的毫秒脉冲星 ，这些恒星团被称为 "球状星团"。毫秒脉冲星是中子星，是已知的密度最大的星体之一，每秒旋转高达700次。这是使用MeerKAT天线的第一个脉冲星发现，它来自两个国际合作组织TRAPUM和MeerTIME的协同工作，其发现详见最近发表的《皇家天文学会月刊》。

毫秒脉冲星是非常紧凑的恒星，主要由中子组成，是宇宙中最极端的天体之一：它们在一个直径约为24公里的球体中容纳了数十万倍于地球的质量；并以每秒数百次的速度旋转。它们发射出一束无线电波，观察者在每次旋转时都能探测到，就像灯塔一样。在球状星团中心的富含恒星的环境中，这些天体的形成被高度强化。

曼彻斯特大学的Ben Stappers教授是TRAPUM项目的联合首席执行官，他说：“看到利用优秀的MeerKAT望远镜在球状星团中发现大量新的毫秒脉冲星的潜力，这真的很令人兴奋。”这也是对平方公里阵列望远镜所能实现的预演，MeerKAT是其前身之一。

研究主要作者，INAF和MPIfR的博士后研究员Alessandro Ridolfi说：“我们将MeerKAT的天线指向9个球状星团，我们在其中6个球状星团中发现了新的脉冲星！这些新脉冲星中，有五颗围绕着另一颗恒星运行，其中一颗名为PSR J1823-3021G的脉冲星特别有趣。”Ridolfi继续说：“由于其高度椭圆的轨道和巨大的伴星，这个系统可能是伙伴交换的结果：在一次‘亲密接触’之后：原来的伙伴被驱逐并被一个新的伴星取代。”

波恩MPIfR的博士研究员、该论文的共同作者Tasha Gautam解释说：“这颗特殊的脉冲星可能具有很高的质量，是太阳质量的2倍多，或者它可能是第一个被证实的由毫秒脉冲星和中子星形成的系统。如果被目前的额外观测所证实，这将使这颗毫秒脉冲星成为研究基本物理学的一个强大的实验室。”

TRAPUM合作（使用MeerKAT的TRAnsients和PUlsars）是被批准使用MeerKAT望远镜的几个大型调查提议（LSP）之一。它由曼彻斯特大学的Stappers教授和Kramer教授（MPIfR/UoM）共同领导。TRAPUM将利用MeerKAT的极高灵敏度搜索天空中的脉冲星。他们将搜索的地方之一是球状星团。这项成果是与MeerKAT的另一个LSP--MeerTIME合作获得的，并使用他们的基础设施来捕获数据。

这项工作也为TRAPUM合作提供了一个测试平台，以便更好地规划全面的球状星团脉冲星调查，这项调查目前正在进行中，它利用了目前所有的64个天线（从而进一步提高了灵敏度）。这项调查将把搜索范围扩大到更多的球状星团，并且还将调查它们的外部区域。

博士后学位论文无机化学研究

学科概况 根据2015年12月研究所官网显示，中国科学院上海应用物理研究所是1981年国务院学位委员会批准的博士、硕士学位授予权单位之一。1989年，研究所设立物理学博士后科研流动站。2003年，设立核科学技术博士后科研流动站。研究所设有一级学科博士学位授权点2个，博士学位授权学科（专业）点5个，一级学科硕士学位授权点3个，硕士学位授权学科（专业）点14个（其中专业学位4个）并设有2个博士后科研流动站 。博士后科研流动站：物理学、核科学技术 学位点设置培养层次门类一级学科二级学科（专业）博士 理学 物理学 粒子物理与原子核物理 光学 无机化学 工学 核科学与技术 核技术及应用 核能科学与工程 硕士 理学 物理学 粒子物理与原子核物理 光学 化学 无机化学 高分子化学与物理 生物物理学 工学 核科学与技术 核技术及应用 核能科学与工程 信号与信息处理 光学工程 电磁场与微波技术 专业学位类别名称 专业学位领域名称 工程硕士 光学工程 电子与通信工程 核能与核技术工程 生物工程 资料来源： 学科方向 2004年，中国科学院上海应用物理研究所创新三期学科方向调整为四个： 先进光源和束线的科学与技术研究； 基于N&NBIU（核技术与纳米、生物、信息和成像、超快技术）汇聚技术的交叉科学研究； 核物理实验和理论研究； 核技术科学的应用研究。 根据2015年12月研究所官网显示，中国科学院上海应用物理研究所于1964年招收物理专业研究生2人，“文革”停止招收研究生。1978年，重新恢复招收研究生，首批招收人数为4人，均为物理专业的硕士研究生。历年来共培养硕士毕业生265人，博士毕业生230人；2008年，有在读研究生345人，其中硕士生189人、博士生156人。2007年，开始招收外国留学生，招收物理专业留学生3人。 截至2014年底，研究所共有在学研究生402人，其中硕士生195人、博士生207人）。 截至2008年7月底，研究所共招收博士后研究人员47名，其中2名为与企业博士后工作站联合培养。研究所博士后研究人员在站期间共申请到国家、中科院和上海市各类博士后科研工作资助21项，4人次获得“中国科学院优秀博士后”和“上海市优秀博士后”称号。 获奖人论文获奖名称赵杰 《相对论重离子碰撞（RHIC)实验中双轻子的产生》 2014至2015年度上海市研究生优秀成果（学位论文）奖 冯超 《高增益自由电子激光新运行机制的理论与实验研究》 2014年中国科学院百篇优秀博士学位论文 薛亮博 《反物质氦4原子核的实验观测及其产生机制研究》 2013年中国科学院百篇优秀博士学位论文 裴昊 《基于DNA的功能化纳米材料的设计及其在生物诊断中的应用》 2013年中国科学院百篇优秀博士学位论文 邓海啸 《基于谐波运行的中等能量束团X射线自由电子激光》 2012年中国粒子加速器学会 “希望杯”青年优秀论文一等奖 资料来源：

世界有很多材料组成，有些有生命，有些没有。甚至，物质可以从一种化学结构到另一种化学构造，为了解释这个，早期哲学家声称自然是物质为基础构成的。Democritus(460-370bc)和其他早期希腊哲学家认为物质世界一定是有很小的不可分割的粒子组成（atomos)之后，Plato 和Aristotle列出公式说明不会有不可分割的粒子。这个影响了7世纪的欧洲。Isaac Newtong,比较偏向原子假设，但是那时很难联想到化学键。随着科学家不断深入研究各种化学反应，渐渐衍生出来了“原子学说（原子理论）”，由英国一所学校老师John Dalton在1803-1807研究出来的。(根据大量的观察）。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。然后就是一系列的试验，科学家发现了电子，中子，质子。

王梅，理学博士，教授，博士生导师。1982年毕业于吉林大学化学系；1985年于中科院大连化学物理研究所获硕士学位；1989年4月于同一研究所获博士学位；1989年5月至1991年9月获德国洪堡奖学金，在慕尼黑工业大学无机化学研究所做博士后；1992年在大连化学物理研究所工作；1993年再次作为洪堡学者在慕尼黑工业大学无机化学研究所进行合作研究；1995年至1997年2月在西班牙奥维耶多大学化学院进行合作研究；1997年回国至今在大连理工大学化工学院工作。目前研究领域为氢化酶活性中心结构与功能模拟、太阳能转化制氢、金属有机配合物手性催化。已发表研究论文一百余篇。

人类神经学研究论文

针对径向基函数(Radial basis function,RBF)神经网络的结构设计问题,提出一种结构动态优化设计方法.利用敏感度法(Sensitivity analysis,SA)分析隐含层神经元的输出加权值对神经网络输出的影响,以此判断增加或删除RBF神经网络隐含层中的神经元,解决了RBF神经网络结构过大或过小的问题,并给出了神经网络结构动态变化过程中收敛性证明;利用梯度下降的参数修正算法保证了最终RBF网络的精度,实现了神经网络的结构和参数自校正.通过对非线性函数的逼近与污水处理过程中关键参数的建模结果,证明了该动态RBF具有良好的自适应能力和逼近能力,尤其是在泛化能力、最终网络结构等方面较之最小资源神经网络(Minimal resource allocation networks,MRAN)与增长和修剪RBF神经网络(Generalized growing and pruning radial basis function,GGAP-RBF)有较大提高.[1] 朱文莉. 一类具有时滞的神经网络的稳定性分析[J]. 电子科技大学学报. 2000(05)[2] 廖晓昕,傅予力,高健,赵新泉. 具有反应扩散的Hopfield神经网络的稳定性[J]. 电子学报. 2000(01)[3] 张菊亮,章祥荪. 一个新的解线性规划的神经网络(英文)[J]. 运筹学学报. 2001(02)[4] 罗公亮. 从神经网络到支撑矢量机(上)[J]. 冶金自动化. 2001(05)[5] 蒋德云,张弓. 谷物识别中对神经网络的优化(英文)[J]. 农业工程学报. 2002(05)[6] 王芳荣,周德义,郑咏梅,王鼎,张铁强. 生物表面光谱特性识别的神经网络方法[J]. 吉林大学学报(信息科学版). 2002(03)[7] 宋光雄,何胜锋,曹辉,张峥,钟群鹏. 基于Hopfield神经网络的腐蚀失效模式识别[J]. 金属热处理学报. 2003(01)[8] 王学武,谭得健. 神经网络的应用与发展趋势[J]. 计算机工程与应用. 2003(03)[9] 刘斌,刘新芝,廖晓昕. 脉冲Hopfield神经网络的鲁棒H-稳定性及其脉冲控制器设计(英文)[J]. 控制理论与应用. 2003(02)[10] 刘国良,强文义,麻亮,陈兴林. 基于粗神经网络的仿人智能机器人的语音融合算法研究[J]. 控制与决策. 2003(03)

随着科学技术的发展，人工神经网络技术得到了空前的发展，并且在诸多领域得到了广泛的应用，为人工智能化的发展提供了强大的动力。以下是我整理分享的人工智能神经网络论文的相关资料，欢迎阅读!

人工神经网络的发展及应用

摘要随着科学技术的发展，人工神经网络技术得到了空前的发展，并且在诸多领域得到了广泛的应用，为人工智能化的发展提供了强大的动力。人工神经网络的发展经历了不同的阶段，是人工智能的重要组成部分，并且在发展过程中形成了自身独特的特点。文章对人工神经网络的发展历程进行回顾，并对其在各个领域的应用情况进行探讨。

关键词人工神经网络;发展;应用

随着科学技术的发展，各个行业和领域都在进行人工智能化的研究工作，已经成为专家学者研究的热点。人工神经网络就是在人工智能基础上发展而来的重要分支，对人工智能的发展具有重要的促进作用。人工神经网络从形成之初发展至今，经历了不同的发展阶段，并且在经济、生物、医学等领域得到了广泛的应用，解决了许多技术上的难题。

1人工神经网络概述

关于人工神经网络，到目前为止还没有一个得到广泛认可的统一定义，综合各专家学者的观点可以将人工神经网络简单的概括为是模仿人脑的结构和功能的计算机信息处理系统[1]。人工神经网络具有自身的发展特性，其具有很强的并行结构以及并行处理的能力，在实时和动态控制时能够起到很好的作用;人工神经网络具有非线性映射的特性，对处理非线性控制的问题时能给予一定的帮助;人工神经网络可以通过训练掌握数据归纳和处理的能力，因此在数学模型等难以处理时对问题进行解决;人工神经网络的适应性和集成性很强，能够适应不同规模的信息处理和大规模集成数据的处理与控制;人工神经网络不但在软件技术上比较成熟，而且近年来在硬件方面也得到了较大发展，提高了人工神经网络系统的信息处理能力。

2人工神经网络的发展历程

萌芽时期

在20世纪40年代，生物学家McCulloch与数学家Pitts共同发表文章，第一次提出了关于神经元的模型M-P模型，这一理论的提出为神经网络模型的研究和开发奠定了基础，在此基础上人工神经网络研究逐渐展开。1951年，心理学家Hebb提出了关于连接权数值强化的法则，为神经网络的学习功能开发进行了铺垫。之后生物学家Eccles通过实验证实了突触的真实分流，为神经网络研究突触的模拟功能提供了真实的模型基础以及生物学的依据[2]。随后，出现了能够模拟行为以及条件反射的处理机和自适应线性网络模型，提高了人工神经网络的速度和精准度。这一系列研究成果的出现为人工神经网络的形成和发展提供了可能。

低谷时期

在人工神经网络形成的初期，人们只是热衷于对它的研究，却对其自身的局限进行了忽视。Minskyh和Papert通过多年对神经网络的研究，在1969年对之前所取得的研究成果提出了质疑，认为当前研究出的神经网络只合适处理比较简单的线性问题，对于非线性问题以及多层网络问题却无法解决。由于他们的质疑，使神经网络的发展进入了低谷时期，但是在这一时期，专家和学者也并没有停止对神经网络的研究，针对他们的质疑也得出一些相应的研究成果。

复兴时期

美国的物理学家Hopfield在1982年提出了新的神经网络模型，并通过实验证明在满足一定的条件时，神经网络是能够达到稳定的状态的。通过他的研究和带动，众多专家学者又重新开始了对人工神经网络方面的研究，推动了神经网络的再一次发展[3]。经过专家学者的不断努力，提出了各种不同的人工神经网络的模型，神经网络理论研究不断深化，新的理论和方法层出不穷，使神经网络的研究和应用进入了一个崭新的时期。

稳步发展时期

随着人工神经网络研究在世界范围内的再次兴起，我国也迎来了相关理论研究的热潮，在人工神经网络和计算机技术方面取得了突破性的进展。到20世纪90年代时，国内对于神经网络领域的研究得到了进一步的完善和发展，而且能够利用神经网络对非线性的系统控制问题进行解决，研究成果显著。随着各类人工神经网络的相关刊物的创建和相关学术会议的召开，我国人工神经网络的研究和应用条件逐步改善，得到了国际的关注。

随着人工神经网络的稳步发展，逐渐建立了光学神经网络系统，利用光学的强大功能，提高了人工神经网络的学习能力和自适应能力。对非线性动态系统的控制问题，采取有效措施，提高超平面的光滑性，对其精度进行改进。之后有专家提出了关于人工神经网络的抽取算法，虽然保证了精度，但也加大了消耗，在一定程度上降低了神经网络的效率，因此在此基础上又提出了改进算法FERNN。混沌神经网络的发展也得到了相应的进步，提高了神经网络的泛化能力。

3人工神经网络的应用

在信息领域中的应用

人工神经网络在信息领域中的应用主要体现在信息处理和模式识别两个方面。由于科技的发展，当代信息处理工作越来越复杂，利用人工神经网络系统可以对人的思维进行模仿甚至是替代，面对问题自动诊断和解决，能够轻松解决许多传统方法无法解决的问题，在军事信息处理中的应用极为广泛[4]。模式识别是对事物表象的各种信息进行整理和分析，对事物进行辨别和解释的一个过程，这样对信息进行处理的过程与人类大脑的思维方式很相像。模式识别的方法可以分为两种，一种是统计模式识别，还有一种是结构模式识别，在语音识别和指纹识别等方面得到了广泛的应用。

在医学领域的应用

人工神经网络对于非线性问题处理十分有效，而人体的构成和疾病形成的原因十分复杂，具有不可预测性，在生物信号的表现形式和变化规律上也很难掌握，信息检测和分析等诸多方面都存在着复杂的非线性联系，所以应用人工神经网络决解这些非线性问题具有特殊意义[5]。目前，在医学领域中的应用涉及到理论和临床的各个方面，最主要的是生物信号的检测和自动分析以及专家系统等方面的应用。

在经济领域中的应用

经济领域中的商品价格、供需关系、风险系数等方面的信息构成也十分复杂且变幻莫测，人工神经网络可以对不完整的信息以及模糊不确定的信息进行简单明了的处理，与传统的经济统计方法相比具有其无法比拟的优势，数据分析的稳定性和可靠性更强。

在其他领域的应用

人工神经网络在控制领域、交通领域、心理学领域等方面都有很广泛的应用，能够对高难度的非线性问题进行处理，对交通运输方面进行集成式的管理，以其高适应性和优秀的模拟性能解决了许多传统方法无法解决的问题，促进了各个领域的快速发展。

4总结

随着科技的发展，人工智能系统将进入更加高级的发展阶段，人工神经网络也将得到更快的发展和更加广泛的应用。人工神经网络也许无法完全对人脑进行取代，但是其特有的非线性信息处理能力解决了许多人工无法解决的问题，在智能系统的各个领域中得到成功应用，今后的发展趋势将向着更加智能和集成的方向发展。

参考文献

[1]徐用懋，冯恩波.人工神经网络的发展及其在控制中的应用[J].化工进展，1993(5)：8-12，20.

[2]汤素丽，罗宇锋.人工神经网络技术的发展与应用[J].电脑开发与应用，2009(10)：59-61.

[3]李会玲，柴秋燕.人工神经网络与神经网络控制的发展及展望[J].邢台职业技术学院学报，2009(5)：44-46.

[4]过效杰，祝彦知.人工神经网络的发展及其在岩土工程领域研究现状[J].河南水利，2004(1)：22-23.

[5]崔永华.基于人工神经网络的河流汇流预报模型及应用研究[D].郑州大学，2006.

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