摘要:研究和揭示大脑在生理和病理状态下的工作机制，一直是脑与认知科学的重要研究内容和目标．虽然脑与认知科学领域已经取得了一系列重要的研究成果，但仍然面临巨大的挑战．因此，各国都在加大投入，推动技术创新，开展多学科交叉、多层次的脑与认知科学研究．2013年美国启动脑科学研究计划(BRAINInitiative)，随后欧盟也启动了人脑计划(The Human Brain Project)．2012年中国科学院启动了战略性先导科技专项(B类)“脑功能联结图谱”项目，在此基础上，中国的“脑科学计划”正在紧张筹划之中，相信未来中国脑科学计划的实施，必将在推动我国脑科学的发展、脑疾病的防治、人工智能的开拓等方面取得重大研究成果，进入国际前沿，同时壮大我国脑与认知科学研究 队伍．
作为我国脑科学研究计划实施的前奏，本期刊发了《脑与认知研究专刊》，邀请了多位国内脑与认知领域的专家，围绕自己的主要研究工作，论述了脑与认知科学的现状与前沿．在认知的神经机制研究方面：总结了以往的视觉意识研究工作，并对未来的研究方向进行了展望(张朋等[1])；介绍了知觉相关的神经振荡-外界节律同步化现象及其与知觉及认知活动的关联(王莹等[2])；评述了渐近优先性及其机制研究的现状及前景(禤宇明等[3])；介绍了引发“战斗-逃跑”抉择反应的神经环路机制 (曹鹏等[4])；评介了以果蝇为模型的抉择、学习记忆等高级认知功能的细胞分子机制研究(刘力、朱岩、焦仁杰和李岩等[5-7])；介绍了非人灵长类的光遗传学研究进展(戴辑等[8])；综述了脑对亮度信息加工的神经机制(王毅[9])和神经细胞编程与信息储存(王晋辉等 [10])；论证了暗示性动作诱发的空间注意转移(傅小兰等[11])；报道了对异族面孔分类中情绪调节作用的研究(陈文峰等[12])；研究了外膝状体神经元的亮度反应与感受野ON-OFF反应的关系(王毅等[13])．在脑疾病方面：阐述了RNA结合蛋白与神经退行性疾病的关系(朱笠、吴瑛等[14])；介绍了Hippo通路在神经发育和神经系统疾病中的功能 (袁增强等[15])；论述了脑新皮层的发育进化与神经发育性疾病之间的关系(王晓群等[16])；报道了外源甲醛浓度对果蝇寿命影响 [17]以及慢性脱水造成脑甲醛代谢异常从而引起小鼠“穿梭箱”学习行为迟缓的研究(赫荣乔等[18])．
希望本期专刊能够扩大读者对脑与认知科学研究现状与发展的视野，吸引更多有志趣的年轻人投身到这一研究领域，共同推动脑与认知科学的发展，并有效地解析我国人口神经与精神健康的问题．

摘要:意识的存在决定了人类生命的意义．意识问题被认为是21世纪科学要回答的一个最重要问题．意识科学正在成为认知和心理科学的皇冠，成为基础科学的顶峰．近20年来，随着认知科学、心理科学、神经科学和脑成像技术的发展，人们开始通过实验科学地研究意识问题，特别是与视觉意识相关的研究工作取得了很多重要进展．在这篇综述中，我们对以往的视觉意识研究工作进行了总结，并对未来的研究方向进行了展望．

摘要:具有特定频率的节律性刺激能同步大脑内相应频率的神经振荡，使神经活动与外界刺激发生相位锁定，称之为神经振荡-外界节律同步化(neural entrainment)．这种同步化的现象伴随着大脑内神经元集群兴奋水平的周期性波动，并与节律信息加工、知觉及注意等认知过程存在关联．得益于其非侵入、易操作以及能有效调控神经活动的特性，神经振荡-外界节律同步化成为了研究神经振荡与知觉和认知功能关系的有力手段，也为认知障碍诊断及干预提供了新的思路和方法．

摘要:对渐近信号的优先加工被称为渐近优先性，该效应普遍存在于人类和动物的视觉、听觉和跨感觉通道中．人类神经影像学研究发现负责加工渐近信号的脑区涉及一个大规模相互协作和沟通的分布式神经网络，包括颞上沟、颞顶叶连接处以及一些运动区．对多种动物的细胞水平研究也发现了对渐近信号选择性敏感的神经元和神经通路．威胁论、注意捕获理论和自动加工理论从不同角度解释了渐近优先性产生的原因．未来研究可进一步考察刺激的社会、情绪等属性对渐近优先性的影响，探索多通道渐近渐远信息的整合和注意分配机制．

摘要:“战斗-逃跑”反应是人和动物面临生存威胁时，产生的一系列应激行为和生理反应，该反应有助于个体提高战斗或逃跑的能力，以提高生存概率．过度或反复“战斗-逃跑”反应能诱发一类称为创伤后压力应激障碍(post-traumatic stress disorder, PTSD)的精神疾病．频繁的自然灾害和交通事故使我国人口受到PTSD的严重危害．要揭示PTSD的发病机理，首先需要深入地了解引发“战斗-逃跑”反应的脑内神经环路和机制．本文综述了该研究领域的进展和亮点工作，强调了该研究在国家相关领域中的重要性．

摘要:全面揭示脑的奥秘是现代科学所面临的最大挑战．通过脑研究，我们可以获得防治脑疾病、认知及心理障碍的线索和工具，找到提高人类智力和心理健康水平的途径，并发展出具备高等智能的机器人．果蝇作为研究基因-神经回路-行为关系的首选模式动物，日益得到重视．本文围绕果蝇复杂脑功能包括视觉学习记忆、欲望与动机、情感相关行为和社会行为的研究意义及前景、已知调控基因及神经回路以及未来研究方向展开综述，便于读者把握相关领域的全貌．

摘要:学习记忆是一个获取、储存和再巩固新知识的过程，并以行为作为输出信号．学习记忆是高等生物适应动态环境不可或缺的。学习和记忆能力缺陷会导致精神类疾病，如精神分裂症、抑郁症和阿尔兹海默病等．近年来，有研究发现这些精神类疾病能够遗传给后代，所以以动物模型来研究学习和记忆的跨代遗传机制已经开始．在这篇综述里，首先简要概括了目前有关学习和记忆的分子机制、神经环路和跨代遗传的可能机制；然后，讨论了利用果蝇模型来研究学习和记忆跨代遗传的可能性．最后，我们提供了可能的策略用以揭示果蝇学习和记忆跨代遗传的表观遗传机制．

摘要:星海茫茫，地球因智慧生命的存在而与众不同，我们在追寻生命起源的同时，也追问着智力的源头，什么是智力的本质，智力从何涌现？生命大爆炸不仅带来激增的物种数量，也带来专司信息感知、编码和处理的神经系统．在复杂多变的外部环境中，昆虫已发展演化了近4亿年．在这里，我们借由现代认知神经科学在果蝇中的研究发现，探讨智力的基本层面，提出果蝇的大脑是智力涌现中的一个标杆，是我们揭开智力本质、进入智力王国的第一站．

摘要:光遗传学是近十年来神经科学领域最受关注的一种神经调控技术．本文首先简要介绍了光遗传技术的工作原理，归纳了该技术在神经调控上的优势，并列出了一些可能的应用方向．随后指出，将光遗传技术与非人灵长类结合是推动该技术转化到临床治疗等领域的必要环节．本文系统回顾了光遗传技术在非人灵长类动物上取得的研究进展，并重点介绍了Dai等的工作．在总结这些工作的基础上，还分析了光遗传技术应用到灵长类研究所面临的一些挑战．最后，本文对筹划中的“中国脑计划”提出一些关于光遗传技术，尤其是在非人灵长类的立项建议．

摘要:亮度(luminance)是最基本的视觉信息．与其他视觉特征相比，由于视神经元对亮度刺激的反应较弱，并且许多神经元对均匀亮度无反应，对亮度信息编码的神经机制知之甚少．初级视皮层部分神经元对亮度的反应要慢于对比度反应，被认为是由边界对比度诱导的亮度知觉(brightness)的神经基础．我们的研究表明，初级视皮层许多神经元的亮度反应要快于对比度反应，并且这些神经元偏好低的空间频率、高的时间频率和高的运动速度，提示皮层下具有低空间频率和高运动速度通路的信息输入对产生初级视皮层神经元的亮度反应有贡献．已经知道初级视皮层神经元对空间频率反应的时间过程是从低空间频率到高空间频率，我们发现的早期亮度反应是对极低空间频率的反应，与这一时间过程是一致的，是这一从粗到细的视觉信息加工过程的第一步，揭示了处理最早的粗的视觉信息的神经基础．另外，初级视皮层含有偏好亮度下降和高运动速度的神经元，这群神经元的活动有助于在光照差的环境中检测高速运动的低亮度物体．

摘要:大脑采集感觉信息、整合认知和控制行为过程，这些任务的实现依赖于神经细胞及其环路的信息储存与编程．澄清神经信息编程与储存的原理是研制拟脑计算机的基础．本文将基于神经细胞的模拟-数字信号转换、数字信号兼容式输出以及新信息储存与提取等方面的研究揭示脑认知原理．

摘要:线粒体是细胞内制造能量的细胞器，它还负责各种细胞信号的整合，参与协调多种复杂的细胞功能．线粒体是动态变化的，连续不断地进行分裂与融合，这是其功能维持和增殖遗传的关键．在过去20年中，参与线粒体分裂与融合的核心因子陆续被发现，它们在进化上高度保守，但是在形成分裂与融合复合物中的详细分子机制还有待于深入研究．线粒体分裂与融合的动态变化，是线粒体质量控制的重要组成部分，其动态平衡在细胞发育和稳态维持中起重要作用．线粒体动态变化失衡和功能失调，则会导致多种神经退行性疾病的发生．这些研究的发现为探索线粒体生物学及与疾病的关系开拓了令人振奋的新方向．

摘要:Hippo通路是一个调控组织器官大小、细胞增殖、分化和凋亡的高度保守的信号通路．我们研究了氧化压力条件下Hippo通路在神经细胞中的作用，并发现哺乳动物STE20样的丝-苏氨酸蛋白激酶(MST1)可参与氧化应激诱导的神经细胞凋亡，其上游受非受体酪氨酸激酶c-Abl的调控．近期，我们研究发现MST1参与脑缺血引起的神经炎症，还发现Yes相关蛋白1(YAP)参与神经干细胞的自我更新．本文将介绍Hippo通路在中枢神经系统疾病和神经发育中的作用和机制研究的相关进展．

摘要:哺乳动物进化过程中，大脑皮层逐渐增大增厚和脑容量增大，从而构成了脑神经环路复杂性的细胞生物学基础．皮层出现皱褶是非人类灵长类演化的重要特征．成体人脑大约由近860多亿个神经细胞组成，其中，在人脑神经发生高峰，每小时有近400多万个兴奋性神经细胞产生．如此高速的神经生成过程需要精确的细胞与分子调控机制．本文主要讨论调控大脑皮层增大增厚的细胞与分子机制和相关的脑发育疾病．

摘要:暗示性动作是指个体在观看静止躯体图片时知觉到动作信息．本研究采用无预测性和反向预测性的中央线索提示范式，考察了暗示性动作和无动作线索诱发的观察者空间注意转移及两类线索诱发注意转移的方式．实验1和2采用无预测性范式，发现暗示性的扔动作能够诱发观察者的空间注意转移(实验1)，且这种注意转移并不是单侧目标突现所导致的(实验2)．实验3采用反向预测范式，发现暗示性动作诱发空间注意转移可能是以一种自主控制的方式进行的．此外，实验还发现仅仅观察他人的躯干朝向(站立)不足以诱发观察者注意转移．本研究进一步丰富了“注意朝向检测器”假说，暗示性动作作为一种整体性躯体线索，可能和其他局部生物线索所诱发的注意效应机制存在差异．

摘要:人们对异族面孔的分类绩效比本族面孔更好，这称作异族分类优势．但面孔异族分类优势是否也和面孔异族效应一样受到情绪的调节作用，尚未可知．本文通过两个实验考察情绪对于面孔种族分类任务的影响．实验一要求40名大学生被试对不同表情面孔(中性，负性，正性)完成种族判断任务，结果发现，正性和负性情绪使年轻人对异族面孔分类变得更慢，削弱了面孔异族分类优势，而且正性情绪对异族分类效应影响更大．实验二以不同情绪加工特点的老年人为被试，发现老年人对负性异族面孔的分类绩效明显更差，负性情绪对异族分类优势的影响更大．这些结果为异族分类优势理论中，异族面孔分类和个体身份加工过程相互制约的潜在假设提供了进一步的支持．

摘要:外膝体是视觉信息进入新皮层的主要通路，其编码亮度信息的神经机制还不清楚．我们采用随机呈现的连续快速变化(50 Hz)的均匀亮度刺激，显著地提高了猫外膝体神经元对均匀亮度的反应强度，通过反相关算法抽提出神经元的亮度反应函数．约81%的神经元的亮度反应函数为单调性上升或下降，有19%的神经元亮度反应函数为V型．通过分析这些神经元对亮度上升和下降的反应强度与感受野ON和OFF反应强度的关系，表明83%的神经元对亮度的反应模式是由其感受野ON-OFF反应的相对强度决定的，其余17%则与其感受野ON-OFF区的兴奋和抑制的变化相关．这些结果揭示了外膝体神经元编码亮度变化的机制．

摘要:虽然甲醛对人及动物多种器官的毒性作用已经有了大量研究，但不同浓度甲醛影响动物寿命的研究还极其少见．本文用黑腹果蝇作为模式生物，在食物中添加不同浓度的甲醛，观察果蝇寿命及其在应激条件下耐受性的变化．实验结果显示，雌性果蝇的寿命表现出对甲醛浓度的依赖，0.037%甲醛可以极显著地延长雌性果蝇的寿命，较高浓度甲醛(≥0.185%)可以极显著地缩短雌性果蝇与雄性果蝇的寿命．0.037%甲醛还可以极显著地增强雌性和雄性果蝇对饥饿以及高温的耐受性，但减弱其对活性氧的耐受性．这些结果有助于从新的途径研究果蝇寿命及其在应激条件下耐受性的分子机制．

摘要:慢性脱水是阿尔茨海默病患者的临床表现之一，慢性脱水不但可以造成血清渗透压升高，同时也引起中枢神经系统代谢失调和认知损伤．本文通过配制4% NaCl溶液作为C57 BL/6小鼠饮用水，连续喂养3个月，建立慢性脱水动物模型．慢性脱水(实验组)小鼠出现血清渗透压和Na+浓度升高、体重减轻等脱水症状．实验组小鼠在“穿梭箱”行为范式中表现学习迟缓，同时其脑内5-羟色胺显著降低，甲醛浓度升高，产生甲醛的氨基脲敏感氨氧化酶(SSAO)活性升高，并且活性升高的程度(脱水组酶活/对照组酶活)显著高于甲醛脱氢酶3(ADH3)的变化程度．腹腔注射甲醛溶液7天(每天1次)也导致小鼠的“穿梭箱”学习过程迟缓，并伴有脑内5-羟色胺下降；但在相同条件下，连续7天注射4% NaCl溶液的小鼠组未见学习迟缓和5-羟色胺水平的降低．这些结果提示，慢性脱水导致小鼠脑内甲醛升高，5-羟色胺下降，可能是引起小鼠“穿梭箱”学习迟缓的原因之一．