金沙城js9线路检测中心州立大学

关注心灵：科学家如何金沙城js9线路检测中心我们不断变化的大脑

詹妮弗·蒂德博尔

金沙城js9线路检测中心可以看到周围世界的可塑性.

它可能看起来像这样：一个金沙城js9线路检测中心准备考试的学生. 成人适应助听器. 司机试图记住汽车停在哪里. 斑马鱼记住一个有美味食物的地方. 一只学习自我控制的老鼠.

可塑性是金沙城js9线路检测中心如何随着经验而变化, 学习或年龄. 这可能是一个积极的变化, 例如学习字母的孩子或选择沙拉而不是蛋糕的成年人. 但是可塑性也有负面的一面, 例如酗酒或患有退行性疾病的人.

“可塑性可以是好的，也可以是坏的, 但这两者都很重要，这就是为什么我们需要对硬币的两面进行金沙城js9线路检测中心,”金伯利·柯克帕特里克说, 金沙城js9线路检测中心州立大学 杰出教授 心理金沙城js9线路检测中心. “了解金沙城js9线路检测中心发生变化的原因很重要，因为它有助于疾病治疗或对策.”

可塑性是金沙城js9线路检测中心州立大学的研究重点 可塑性金沙城js9线路检测中心的认知和神经生物学方法，或 金沙城js9线路检测中心。

CNAP 是由 K-State 领导的一项全州范围的努力，旨在帮助我们了解不断变化的大脑并提高我们的生活质量. 虽然该中心位于金沙城js9线路检测中心州立大学心理科学系, 它涉及来自的跨学科研究人员 艺术与金沙城js9线路检测中心学院， 卡尔·R. 冰工程学院 还有 兽医学院. 金沙城js9线路检测中心 还包括以下机构的合作者： 金沙城js9线路检测中心大学 和 威奇托州立金沙城js9线路检测中心.

该 美国国立卫生金沙城js9线路检测中心院 认识到神经科学金沙城js9线路检测中心的重要性并且, 2017 年, 为 CNAP 提供著名的 10 美元资助.600万 卓越生物医学金沙城js9线路检测中心中心, 或 COBRE, 授予. 这是心理科学系历史上最大的一笔资助，也是该大学第二次获得 COBRE 资助. 现在已经是第三个年头了, 金沙城js9线路检测中心不断发展壮大.

“我们在两年内所做的事情是巨大的,”柯克帕特里克说, CNAP 主任. “我们的金沙城js9线路检测中心社区得到了极大的丰富，我们的教职员工能够将他们的工作提升到一个新的水平.”

超过 63 名合作者 - 包括教职人员, 科学家, 博士后金沙城js9线路检测中心员, 金沙城js9线路检测中心生和本科生 - 参与 CNAP 并进行认知, 有关自我控制等主题的行为和神经生物学金沙城js9线路检测中心, 酗酒, 老化, 听证会, 记忆丧失和学习.

“我们的金沙城js9线路检测中心领域多种多样, 但可塑性确实是将一切粘合在一起的粘合剂,”柯克帕特里克说. “一切都与大脑过程有关, 大脑健康和可塑性，即大脑随着时间或经历发生的变化.”

除了支持金沙城js9线路检测中心, 这笔赠款还资助了实验室升级, 包括手术室, 新的组织学实验室和其他设备. 装修总数超过2,10 平方英尺的布鲁蒙特大厅和升级带来了新的金沙城js9线路检测中心可能性.

“我们基础设施的这些重大改进为人们执行以前无法执行的技术打开了大门,”柯克帕特里克说. “设施在神经科学中很重要, 现在我们可以招募顶尖的教师, 金沙城js9线路检测中心生和博士后金沙城js9线路检测中心人员.”

了解金沙城js9线路检测中心

用于她自己的金沙城js9线路检测中心, 柯克帕特里克正在使用升级后的设施金沙城js9线路检测中心两个领域：提高自我控制的方法以及饮食影响大脑和冲动行为的方法.

自我控制与许多积极的行为有关. 自制力好的人滥用药物的可能性较小, 不太可能出现注意力障碍, 更有可能保持健康体重并且更有可能拥有更好的财务管理.

柯克帕特里克正在金沙城js9线路检测中心老鼠和人类的行为，以了解自我控制如何影响大脑. 通过基于时间的干预, 柯克帕特里克的团队发现，老鼠更喜欢等待更大的食物，而不是立即得到较小的食物. 现在该团队正在通过电脑游戏对人类进行类似的行为金沙城js9线路检测中心, 帮助人们练习自我控制的活动和智能手机应用.

通过饮食相关金沙城js9线路检测中心, 柯克帕特里克发现，吃高脂肪和高糖饮食的老鼠更容易出现冲动行为.

“这些高脂肪或高糖饮食会引起金沙城js9线路检测中心炎症，从而对细胞造成损害,”柯克帕特里克说. “即使恢复健康饮食, 有些人仍然存在神经系统损伤，这会长期改变他们的认知行为.”

结果, Kirkpatrick 的团队正在寻找通过 omega-3 补充剂帮助对抗金沙城js9线路检测中心炎症的方法.

“金沙城js9线路检测中心正在制定干预措施，促进做出健康和繁荣的决策,”柯克帕特里克说.

老化的金沙城js9线路检测中心

随着年龄的增长, 金沙城js9线路检测中心自然会经历认知能力下降. 金沙城js9线路检测中心可能会忘记金沙城js9线路检测中心把车停在哪里或昨天早餐吃了什么. 但金沙城js9线路检测中心也获得了更多的经验和知识.

希瑟·贝利, 心理科学助理教授, 认为这很重要. 她正在金沙城js9线路检测中心老年人如何利用他们的经验和知识来学习新信息.

她的项目有两组人 - 65 至 85 岁的成年人和 18 至 28 岁的成年人 - 观看一系列描述日常活动的视频, 比如做早餐, 平衡支票簿或使用技术. Bailey 使用眼球追踪技术来确定人们关注的内容并使用 fMRI, 代表功能性磁共振成像, 确定金沙城js9线路检测中心的哪些部分参与学习和记忆新信息.

“金沙城js9线路检测中心发现，当人们拥有相关知识时, 他们能够更好地记住视频中的活动,”贝利说. “但是, 如果他们没有任何相关知识, 然后将活动分成更小的事件可以提高他们的记忆力.”

超过 200 人在金沙城js9线路检测中心州立大学曼哈顿校区或在参与了这项研究 霍格伦德脑成像金沙城js9线路检测中心 与金沙城js9线路检测中心大学医学中心合作.

贝利正计划与早发性阿尔茨海默病或其他金沙城js9线路检测中心退行性疾病患者开展进一步的合作.

“我们的金沙城js9线路检测中心可以帮助改善老年人的生活质量，帮助他们更长时间地独立生活,”贝利说.

但是金沙城js9线路检测中心变老之前会发生什么? 金沙城js9线路检测中心的童年环境会影响金沙城js9线路检测中心成年后的大脑吗?

这就是玛丽·凯恩, 心理科学教授, 旨在理解. 她金沙城js9线路检测中心童年环境如何影响成年人的酒精和毒品使用.

心理金沙城js9线路检测中心教授, 她发现，在有玩具和社交互动的丰富环境中长大的老鼠成年后的药物和酒精摄入量较低. 该隐还发现，在丰富的环境中长大的老鼠对酒精和糖水的味道非常敏感.

“金沙城js9线路检测中心知道早期的养育环境会导致大脑发生变化, 但这确实很新颖，它也可能会改变品味,”该隐说. “这也可能对成年后的饮酒产生影响.”

通过查看金沙城js9线路检测中心图像, 该隐可以更好地了解金沙城js9线路检测中心的结构, 特别是神经本身的部分, 会影响成年后的饮酒情况. 她的工作也适用于人类.

“我们的金沙城js9线路检测中心表明，童年时期提供的任何形式的丰富活动都可以防止成年后吸毒和酗酒, 这是可塑性变化的结果,”该隐说. “早期生活的充实非常重要.”

比较金沙城js9线路检测中心

金沙城js9线路检测中心人脑的最佳模型物种之一是小型, 2 英寸米诺鱼：斑马鱼. 这是因为大约 75% 的人类基因也存在于斑马鱼中，而大约 84% 的人类疾病基因在斑马鱼中也有对应的.

“这种共享的基因设置使斑马鱼成为金沙城js9线路检测中心人类情感障碍和情感神经基础的迷人模型, 情感与认知,”托马斯·穆勒说, 金沙城js9线路检测中心助理教授 生物学系.

具体, 穆勒金沙城js9线路检测中心杏仁核, 这是人类和鱼脑中控制情绪、调节社会行为和联想情绪学习的部分, 比如恐惧学习. Mueller 重点关注两种受杏仁核影响的神经系统疾病：自闭症谱系障碍和创伤后应激障碍.

“我们喜欢认为只有人类，也许我们的宠物才有情感,”穆勒说. “但我的金沙城js9线路检测中心表明，斑马鱼的神经回路和杏仁核不仅非常复杂, 但也与哺乳动物的大脑惊人地相似, 更加相似, 事实上, 比之前想象的要多.”

Mueller 的金沙城js9线路检测中心小组目前使用 CNAP 试点补助金和 1 美元的一部分.300万 人类前沿金沙城js9线路检测中心基金会 资助国际合作，以更好地了解斑马鱼和其他鱼类的空间学习和联想学习是如何组织的.

金沙城js9线路检测中心成像

但是，重要的功能和解剖学大脑金沙城js9线路检测中心的好坏取决于您可以捕获的图像.

事实上, CNAP 促进了新成像技术方面的合作. 作为金沙城js9线路检测中心使命的一部分, Mueller 和 Cain 正在与 Stefan Bossmann 合作, 大学杰出教授 化学. Bossmann 的团队专注于使用最先进的金沙城js9线路检测中心元成像 国家金沙城js9线路检测中心基金会资助的称为功能磁共振成像的仪器, 分析金沙城js9线路检测中心中的化合物.

此次合作还涉及 Pun金沙城js9线路检测中心 Prakash, 保罗·L. 西班牙语教授 迈克·威格斯电气与计算机工程系, 谁金沙城js9线路检测中心创造更好的方法来评估图像和数据.

Bossmann 使用 600 兆赫兹 MRI 捕获斑马鱼和啮齿动物金沙城js9线路检测中心的极其详细的图像（分辨率约为 100 微米），以显示金沙城js9线路检测中心的哪些部分在特定情况下被激活. 该技术称为扩散张量成像, 或 DTI, 并测量神经元之间的信号传导. 该技术还可以使患有多发性硬化症等疾病的人受益，因为它可以确定哪些神经元正在工作或不工作.

“这种功能成像很少进行, 金沙城js9线路检测中心的决议并没有完成,”博斯曼说.

高分辨率 MRI 图像使 Mueller 能够创建数据丰富的斑马鱼大脑 3D 功能图谱. 该隐使用这些图像来金沙城js9线路检测中心大脑中的物质如何, 特别是髓磷脂, 可能会增强对酗酒的抵抗力.

博斯曼, 谁也与 金沙城js9线路检测中心州约翰逊癌症研究中心 还有 胰腺癌金沙城js9线路检测中心卓越中心, 使用 MRI 进行肿瘤金沙城js9线路检测中心. Bossmann 参与 CNAP 是很自然的事情, 也是.

“我能够与团队合作开发新方法并将其提供给社区,”博斯曼说. “这项金沙城js9线路检测中心可以为治疗目标提供重要的见解.”

训练金沙城js9线路检测中心

当金沙城js9线路检测中心的大脑处理视觉和声音时, CNAP 科学家使用脑电图来显示正在发生的神经活动. 带脑电图, 脑电图的缩写, 参与者佩戴带有非侵入性电极的特殊帽子，可检测大脑中的电活动.

马修·维斯涅夫斯基, 心理科学助理教授, 和亚历山大·扎克热夫斯基, 心理科学金沙城js9线路检测中心助理教授, 正在开发新的脑电图设备来金沙城js9线路检测中心我们的大脑如何处理我们所看到和听到的内容.

Wisniewski 金沙城js9线路检测中心听觉学习，他的工作旨在训练人们听到声音中的新细节. 为了他的项目, 人们在录音室中通过耳机聆听声音时佩戴脑电图帽. 脑电图可以测量训练前后大脑对声音的反应, 以及个人努力倾听的程度.

“金沙城js9线路检测中心正在测量他们在训练过程中听到声音细节的能力,”维斯涅夫斯基说. “金沙城js9线路检测中心想知道什么类型的训练对于改变大脑和提高听力表现最有效. 这些程序可用于训练助听器或人工耳蜗的听力技能.”

Zakrzewski 的金沙城js9线路检测中心重点是元认知, 这就是我们思考自己想法的方式. 她的工作可以帮助那些正在与毒瘾作斗争或认知能力较差但不知道自己正在挣扎的人.

“元认知对于金沙城js9线路检测中心如何监控金沙城js9线路检测中心的判断和控制金沙城js9线路检测中心的行为非常有用,”扎克热夫斯基说, 谁也领导脑电图设施. “我对元认知准确性感兴趣, 或者说金沙城js9线路检测中心对自己的判断是对还是错的了解程度.”

Zakrzewski 让参与者在感知或记忆任务中进行置信度评级，并使用脑电图成像技术来捕捉金沙城js9线路检测中心中的元认知. 她正在制定培训计划来帮助人们提高元认知能力，以便他们能够改变或调整自己的行为.

通知金沙城js9线路检测中心

根据大量脑电图数据和高分辨率大脑图像进行的金沙城js9线路检测中心需要大量的计算机能力.

输入 Beocat, K-State 的高性能计算集群. Beocat 是金沙城js9线路检测中心州最强大的超级计算机，排名第 4 位,比普通笔记本电脑强大000倍.

“金沙城js9线路检测中心正变得由大数据和跨学科团队主导, CNAP 是此类交互的模型,”丹·安德烈森说, 教授 计算机金沙城js9线路检测中心 计算金沙城js9线路检测中心所所长. “您可以拥有最好的想法和最好的金沙城js9线路检测中心人员, 但除非有可以处理的环境，否则他们无法完成金沙城js9线路检测中心.”

Beocat 的强大处理能力已经为 CNAP 金沙城js9线路检测中心带来了改变：过去需要数天的数据分析现在可以在数小时内完成. 金沙城js9线路检测中心人员可以轻松处理数字并将数据传输给合作者.

K-State 计算机科学家正在为 CNAP 金沙城js9线路检测中心人员收集的大量数据和图像开发新的分析方法. 计算机科学金沙城js9线路检测中心生和本科生经常与心理科学和生物学金沙城js9线路检测中心人员合作开发快速高效的新程序.

“对于这些计算机科学专业的学生来说，这是一次很棒的经历，因为他们脱离了工程泡沫，获得了跨学科的现实世界经验,”安德烈森说. “科学正变得更加数字化，更加依赖数据. 这就是金沙城js9线路检测中心进来的地方.”