人類的大腦每時每刻都要處理大量的信息。對外界輸入的信息進行有效的選擇，從內(nèi)部自發(fā)地生成信息，在不同情境下對信息進行不同程度的加工，并按照任務(wù)目標(biāo)作出相應(yīng)的行為反應(yīng)，這些能力是人類認(rèn)知的核心功能，也是人類能夠進行邏輯推理、語言理解、問題解決等高級認(rèn)知活動的基礎(chǔ)。我們感興趣的是，這些復(fù)雜的內(nèi)部計算是怎樣進行的，又是被怎樣的神經(jīng)活動所支持的？
我們將多模態(tài)腦成像技術(shù)（包括功能性核磁共振、腦磁圖、頭皮腦電、顱內(nèi)腦電等）、神經(jīng)調(diào)控技術(shù)與心理物理學(xué)、機器學(xué)習(xí)算法、數(shù)學(xué)模型等相結(jié)合，來研究視覺與高級認(rèn)知活動的神經(jīng)機制。我們目前主要從三個研究方向來理解大腦中復(fù)雜的內(nèi)部計算過程：
1. 我們第一個關(guān)注的研究方向是工作記憶的神經(jīng)機制。工作記憶指的是將信息短暫地存儲以及操縱，用以達成當(dāng)前的行為目標(biāo)的能力。這種能力在我們的日常生活中幾乎時時被使用著，例如，記住一個電話號碼并撥號，或者按照地圖的指示走到相應(yīng)的地點。以往研究已表明廣泛的皮層腦區(qū)，包括枕葉、頂葉、額葉的多個腦區(qū)都參與了工作記憶的過程。但是這個龐大的皮層功能網(wǎng)絡(luò)的具體功能差異目前仍不清楚。我們目前關(guān)注工作記憶的皮層功能網(wǎng)絡(luò)是如何動態(tài)地編碼記憶信息，從而實現(xiàn)對記憶信息有效的存儲與操縱？
2. 除了從外部世界接受信息以外，人類的大腦擁有的另一項重要的能力，就是在沒有外部刺激的情形下從內(nèi)部自發(fā)地生成信息，例如進行生動地想象和創(chuàng)作。而想象能力的異常也是多種神經(jīng)或精神性疾病的重要癥狀。我們第二個關(guān)注的研究方向是想象的神經(jīng)機制。我們尤其關(guān)注這些內(nèi)部生成的想象信息和從外部接受的知覺和記憶信息在大腦中的神經(jīng)表征有什么不同？是怎樣的神經(jīng)機制使我們的大腦擁有現(xiàn)實監(jiān)測的能力，即有效地區(qū)分真實經(jīng)歷的事件與虛構(gòu)想象的事件？
3. 大腦的內(nèi)部計算依賴于對抽象知識和概念的表征。日常的記憶與想象過程都需要借助已有的知識框架從而進行快速有效的學(xué)習(xí)與泛化。但是這些知識框架在大腦中是如何編碼的？又是如何參與記憶與想象的計算過程的？我們希望通過理解記憶與想象過程中的抽象結(jié)構(gòu)信息編碼，從整體網(wǎng)絡(luò)的角度理解短時與長時記憶的交互過程。
研究組組長;研究員
