The Nature of Working Memory Representations
工作记忆表征的本质
基本信息
- 批准号:10677812
- 负责人:
- 金额:$ 39.41万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2022
- 资助国家:美国
- 起止时间:2022-09-01 至 2026-08-31
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:AreaBehaviorBrainClinicalCodeCognitionCognitive remediationDataData AnalyticsDecision MakingDiagnosisDimensionsElderlyEvolutionFunctional disorderGoalsHumanImpaired cognitionKnowledgeLearningLeftMapsMeasuresMemoryMemory impairmentMental disordersMissionModelingMotionNatureNeurologicNeurosciences ResearchOutcomePathologicPatternPopulationPopulation DynamicsPropertyPsychiatric therapeutic procedurePublic HealthReadingResearchResearch PersonnelResistanceSensoryShort-Term MemoryStimulusSymptomsTechniquesTestingTimeUnited States National Institutes of HealthVisualVisual CortexVisualizationWorkcognitive functiondistractionexperimental studyinnovationinsightmemory retentionnervous system disorderneuralneural modelneural patterningneuroimagingneuromechanismnovelreceptive fieldretinal stimulationretinotopicstemsuccesstheoriesvisual stimulus
项目摘要
PROJECT SUMMARY
Because most high-level cognition depends on working memory (WM) and its dysfunction causes a host of
cognitive impairments, researchers have spent decades trying to understand the neural mechanisms that
support WM. Recently, using sophisticated computational neuroimaging approaches researchers have
repeatedly decoded the contents of WM from patterns of neural activity in a widely distributed number of brain
areas. The format of the WM representation in early visual cortex, for instance, might have the same “sensory-
like” properties as the visual stimulus. Although sensory-like representations are less likely in higher-order brain
areas, the nature of these alternative representations has yet remained impenetrable. This gap in our knowledge
is a critical problem because a host of psychiatric and neurologic disorders stems from a primary WM
dysfunction. Our long-term goal is to understand the mechanisms by which neural populations across the brain
encode WM representations, and how we might develop strategies to mitigate WM problems that impact the
quality of cognition. Our overall hypothesis is that what one sees and what one stores in WM can be distinct and
that distinction differs across the cortical hierarchy. The central aim of the project is to develop incisive data
analytic approaches that will reveal the nature of what is actually being encoded in the neural population
dynamics underlying WM storage. The rationale for the proposed research is that as we better understand the
neural mechanisms of WM, a strong theoretical framework will emerge within which strategies for understanding
and treating cognitive dysfunction will emerge. We test our central hypothesis by pursuing two specific aims. 1)
We will model the neural population dynamics that code for distinct formats of WM representations. 2) We will
identify when and where neural populations encode WM representations that are abstractions of sensory
features. Strong preliminary data demonstrate the feasibility of proposed work as well as initial support for the
hypotheses. Under Aim 1, using novel dimensionality reduction techniques suggest that neural populations code
for both a representation of the memorized stimulus and a representation of the specific stimulus feature that is
task relevant. Under Aim 2, using novel means to model and visualize WM representations revealed that neural
populations that are traditionally thought to encode visual stimulus features in WM also store abstractions that
can bear little resemblance to the original visual stimulus. Overall, the proposed work will generate the data
needed to unmask the representational format of WM across the cortical hierarchy. The approach is innovative
because it uses direct and unbiased computational approaches to model and visualize the representational
format of WM in ways that have not been applied in neuroimaging. The proposed research is significant because
it will provide key insights into the nature of WM representations in the human brain, in addition to providing new
targets for cognitive remediation in psychiatric, neurologic, and geriatric populations.
项目概要
因为大多数高级认知依赖于工作记忆(WM),其功能障碍会导致许多
研究人员花了几十年的时间试图了解认知障碍的神经机制
最近,研究人员使用复杂的计算神经成像方法
根据广泛分布的大脑中的神经活动模式反复解码 WM 的内容
例如,早期视觉皮层中 WM 表示的格式可能具有相同的“感觉-
尽管在高阶大脑中不太可能出现类似感觉的表征。
领域中,这些替代表征的本质仍然是我们知识中难以理解的。
这是一个严重的问题,因为许多精神和神经系统疾病都源于原发性 WM
我们的长期目标是了解大脑神经群的机制。
对 WM 表示进行编码,以及我们如何制定策略来减轻影响 WM 的问题
我们的总体假设是,人们在 WM 中看到的内容和存储的内容可能是截然不同的。
这种区别在整个皮质层次中是不同的。该项目的中心目标是开发深入的数据。
分析方法将揭示神经群体中实际编码内容的本质
拟议研究的基本原理是,随着我们更好地理解 WM 存储的动态。
WM 的神经机制,一个强大的理论框架将出现,其中理解策略
我们将通过追求两个具体目标来检验我们的中心假设:1)。
我们将对编码不同格式的 WM 表示的神经群体动态进行建模 2) 我们将。
识别神经群体何时何地编码 WM 表征(感官抽象)
强有力的初步数据证明了拟议工作的可行性以及对项目的初步支持。
在目标 1 下,使用新颖的降维技术表明神经群体编码。
对于记忆刺激的表示和特定刺激特征的表示
在目标 2 下,使用新颖的方法来建模和可视化 WM 表示揭示了神经网络
传统上被认为在 WM 中编码视觉刺激特征的群体也存储了抽象
总体而言,拟议的工作将生成数据。
需要揭示大脑皮层层次结构中 WM 的表征格式,该方法是创新的。
因为它使用直接且无偏见的计算方法来建模和可视化代表性
WM 的格式尚未应用于神经影像学,因此这项研究意义重大。
除了提供新的知识之外,它还将提供对人脑中 WM 表征本质的重要见解。
精神病学、神经学和老年人群认知矫正的目标。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
CLAYTON E CURTIS其他文献
CLAYTON E CURTIS的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('CLAYTON E CURTIS', 18)}}的其他基金
Deep sampling of cognitive effects in the human visual system
人类视觉系统认知效应的深度采样
- 批准号:
10658424 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 39.41万 - 项目类别:
Neural synchronization of human frontoparietal cortex
人类额顶皮层的神经同步
- 批准号:
8720874 - 财政年份:2013
- 资助金额:
$ 39.41万 - 项目类别:
Neural synchronization of human frontoparietal cortex
人类额顶皮层的神经同步
- 批准号:
8445860 - 财政年份:2012
- 资助金额:
$ 39.41万 - 项目类别:
Neural synchronization of human frontoparietal cortex
人类额顶皮层的神经同步
- 批准号:
8542898 - 财政年份:2012
- 资助金额:
$ 39.41万 - 项目类别:
Essential Cortical Mechanisms for Working Memory
工作记忆的基本皮质机制
- 批准号:
10459408 - 财政年份:2006
- 资助金额:
$ 39.41万 - 项目类别:
相似国自然基金
基于脑电信号多域特征和深度学习的驾驶行为识别研究
- 批准号:62366028
- 批准年份:2023
- 资助金额:33 万元
- 项目类别:地区科学基金项目
海马DG脑区PV抑制性中间神经元参与认知灵活性调控的机制及其失调与自闭症样行为的关系
- 批准号:82301727
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
指向提议者的共情关怀对第三方惩罚行为的影响:心理、脑与计算机制
- 批准号:32371102
- 批准年份:2023
- 资助金额:50 万元
- 项目类别:面上项目
脆性X染色体综合征儿童社交行为障碍的脑同步与眼动模式研究
- 批准号:82301743
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
长双歧杆菌JCM1217介导“微生物-肠-脑”轴TCA循环改善青幼期大鼠抑郁样行为的机制研究
- 批准号:82301714
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
相似海外基金
Frontocortical representations of amygdala-mediated learning under uncertainty
不确定性下杏仁核介导的学习的额皮质表征
- 批准号:
10825354 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 39.41万 - 项目类别:
Unstable nucleus accumbens social representations in models of social behavioral dysfunction.
不稳定的伏核在社会行为功能障碍模型中具有社会表征。
- 批准号:
10735723 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 39.41万 - 项目类别:
Accurate and Individualized Prediction of Excitation-Inhibition Imbalance in Alzheimer's Disease using Data-driven Neural Model
使用数据驱动的神经模型准确、个性化地预测阿尔茨海默病的兴奋抑制失衡
- 批准号:
10727356 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 39.41万 - 项目类别:
Postpartum Depression and Parenting: Role of mPOA circuits in maternal sensitivity
产后抑郁症和育儿:mPOA 回路在母亲敏感性中的作用
- 批准号:
10726256 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 39.41万 - 项目类别:
Enabling temporal and spatial restriction of MYT1L to identify molecular and postnatal circuit-level druggable targets
启用 MYT1L 的时间和空间限制来识别分子和出生后电路级可药物靶标
- 批准号:
10727978 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 39.41万 - 项目类别: