为进一步充分发挥北京大学多学科的优势,促进多学科之间的学术交流,在不同学科交叉发展中创造巨大的创新空间,每月PI交流会如期举行。12月15日,北京大学IDG麦戈文脑科学研究所、心理与认知科学学院解万泽研究员,分享了自己对社会注意在儿童早期发展的脑机制相关研究成果,并同与会PI们进行了探讨和交流。

 

  PI交流会现场

  

  解万泽研究员指出,婴幼儿成长于社会之中,社会性注意(social attention)往往影响着他们对各种社交技能的习得,为之后社会行为发展奠定基础。尤其近年来发现,社会性注意的缺陷也是一些神经性障碍疾病(例如自闭症)的重要指标和早期特征,因此,对于社会性注意的早期发展以及其神经机制的相关研究具有重要的临床和实践意义。

  解万泽研究员围绕儿童社会性注意发展这个主题,从三个方面分享了自己对于社会性注意的重要组成部分“视觉持续性注意和面孔情绪加工”的研究结果。首先是婴儿持续性注意在大脑功能连接上的显现。他介绍了一个基于婴儿心跳变化的视觉持续性注意的模型,即婴儿在持续性视觉注意的时候心跳是降低的,并且维持在一个比基线要低的水平。后续的研究发现婴儿心跳降低、处在持续性注意的时候,他们对信息的加工是显著增强的,并且更不容易被打扰,且显现出神经信号上的特异性 (Dev Sci, 2018)。这些证据都表明,婴儿大脑处在社会性注意时一个较好的觉醒状态,类似于成人的固有警觉。在先前研究基础上,解万泽和研究团队通过同时收集婴儿ECG和EEG信号,发现婴儿在持续性注意时,α频带上的功能性链接有所减弱,效应主要呈现在默认网络和背侧注意网络 (Dev Sci, 2019a)。如下图A所示。

 

  

  随后,解万泽研究员介绍了关于婴幼儿的面部情绪加工的神经机制的相关研究。他和研究团队尝试研究“恐惧偏好”(fear-bias: 即相比于其他的面部表情,婴儿的注意力更容易被恐惧的面部表情所吸引)的神经联系的发展,并且找出这些神经机制能否解释婴幼儿行为上的变化。他们采用眼动、EEG和脑电溯源的方法,来检测婴儿情绪网络中重要的脑区在面部情绪加工中的反应。研究发现,5个月大的婴儿对各种面孔情绪的观察时间(Dwell time)是相仿的,但是7个月时呈现出了fear-bias;在右侧梭状回面孔区表现出了对恐惧表情反应的相似发展模式(Dev Sci, 2019b),如下图B所示。进一步分析表明一岁之前婴儿ERP反应和其眼动行为尚未形成关联,但3岁时儿童在行为和大脑反应上形成了对消极情绪(anger and fear)较为一致的注意偏好 ,这时根据他们大脑的反应,结合机器学习模型,可以有效预测其眼动行为特点(NeuroImage, 2021)。

 

  接着,解万泽研究员以两个方面的理论和方法作为基础,分享了其关于早期不良因素(例如慢性炎症和营养不良)对社会性注意的神经机制以及脑网络功能连接的影响。一项研究发现慢性炎症会影响儿童的认知功能的发育,即0-2岁期间,出现4到5次C-反应蛋白水平升高的孩子,对新面孔(novel face)和熟悉面孔(familiar face)并没有产生差异脑电反应,而仅出现0到1次C-反应蛋白水平升高的孩子则呈现预期的大脑反应上的差异 (NeuroImage, 2019)。此外,0-2岁期间的慢性炎症和营养不良指标对4岁时的儿童智商依然有间接影响 (BMC Med, 2019),这意味着早期不良因素对认知发展的影响是长期的。

  最后,解万泽研究员分享了正在进行的研究以及未来的研究方向。他表示,未来将致力于探索遗传&(不良)环境因素如何改变社会注意的发展并导致偏离的大脑和认知发展轨迹。例如,出生时的贫困、营养状况、炎症、心理社会经历、父母压力、孤独症等等,这些都应当在未来的研究中被考虑进去。

  研讨会上,与会者围绕报告内容展开了激烈的讨论和丰富的设想,对以婴幼儿心跳为基础的注意力模型与大脑活动的关系,以及如何利用多模态神经影像学技术来检验和校对脑电溯源和脑电源空间的脑网络连接提出了建议。解万泽研究员表示,科学技术总是在不断地进步,在有创新意识的同时也需要勇气去开发新的技术,他对脑电源空间的脑网络分析在研究儿童脑和认知发育研究中的前景表示乐观,也会为此方法的改进和突破作出努力。