• 沒有找到結果。

 

一、 參加會議經過   

我於 4 月 11 日搭機離開台灣,經日本成田機場轉機至美國舊金山市,因此我能夠有 一天的時間了解當地交通環境、調整時差,以及準備報告的內容。會議於 4 月 13 日開始,會議一共進行四日,直到 4 月 16 日結束,我於 4 月 17 日到加州大學柏克 萊分校進行實驗室參訪,並與該校神經科學中心與心理系的學者討論研究合作議題 與實驗內容,於 4 月 18 日搭機返台。 

 

二、與會心得   

The 2013 annual meeting of the Cognitive Neuroscience Society (CNS2013) was carried  out  in  April  13  ‐  April  16  2013  in  San  Francisco,  US.  The  main  topic  for  the  meeting  is  cognitive  neuroscience  research.  There  were  3  keynote  lectures,  a  talk  for  George  A. 

Miller  Prize  in  Cognitive  Neuroscience,  a  talk  for  Distinguished  Career  Contributions  Award,  and  3  talks  for  Young  Investigator  award.  Moreover,  there  were  6  invited  symposiums and 5 mini symposiums, and more than 1000 poster presentations this year. 

I summerise the main ideas from the talks which are related to my research here. 

 

In the keynote talks, Professor William Newsome firstly presented their recent work in  decision  making  using  single‐unit  recording  in  monkeys  (14  April).  He  combined  a  dynamic system analysis and a dynamic recurrent network model to investigate neural  mechanisms underlying gating and integration in a context‐dependent decision‐making  task. He showed that both task‐relevant and irrelevant sensory responses (e.g. colour or  motion)  were  observed  in  the  frontal  eye  field  (FEF)  within  the  prefrontal  cortex  that 

 

supports  decision‐making  processing  according  to  task  goals.  In  addition,  gating  of  context‐specific information in FEF occurs very late in the process. Their findings suggest  that  FEF  plays  a  critical  role  in  filtering  out  irrelevant  sensory  information.  Next,  Professor  Patricia  Kuhl  presented  her  work  in  the  field  of  language,  especially  in  early  language  learning,  using  MRI,  DTI,  and  MEG  in  infants  and  normal  adults  (15  April). 

Finally,  Professor  Joseph  LeDoux  presented  his  perspectives  and  findings  in  human  emotion  experiences  and  survival  mechanisms  (16  April).  He  also  emphasised  that  the  capacity to detect/respond to threat stimuli may not be the analogues to the capacity to  consciously  experience  them.  However,  the  capacities  to  detect  and  experience  to  threats were both important in survival. 

 

In  the  talk  of  Distinguished  Career  Contributions  Award  (15  April),  Professor  Robert  Knight firstly presented his amazing work in prefrontal cortex (PFC) and its role in human  cognition.  Abundant  evidence  exists  that  the  PFC  is  a  source  of  top‐down  signals  to  guide  and  integrate  human  behaviours  according  to  behavioural  expectations.  He  demonstrated  a  direct  recording  of  the  electrocorticogram  (ECoG)  from  the  cortical  surface in neurosurgical patients and showed that gamma frequency oscillations (> 60 Hz)  were  generated  in  the PFC  to  host  cognitive  operations.  More  importantly,  he  found  a  functional coupling between high‐ (> 80 Hz, gamma power) and low‐frequency (4‐8 Hz,  theta phase) bands of ongoing ECoG signals. He also showed that different behavioural  tasks can be related to different patterns of theta‐gamma coupling. His findings provide  a clear evidence that phase and amplitude cross frequency coupling in regulating large  scale  brain  networks  during  cognitive  processing.  Secondly,  Professor  Knight  showed  their data about human peri‐Sylvian language areas which mediated feedback control of 

 

vocal  pitches  (e.g.  speak  sound)  using  ECoG  recordings.  Their  data  exhibited  a  clear  correlation  in  ECoG  responses  between  peri‐Sylvian  neural  network  (e.g.  listening  to  sound pitches) and ventral premotor areas (e.g. generating vocal responses). This neural  network may underlie auditory feedback control of pitch. 

 

I  am  particularly  interested  in  the  issue  of  network  of  attention.  In  the  invited  symposium  (16  April),  Professor  Michael  Posner,  who  is  the  Godfather  in  the  field  of  human  attention  and  cognition,  reviewed  his  findings  in  attention  network.  Moreover,  he  showed  this  attention  network  is  related  to  individual  differences  and  can  be  modulated by practice. Secondly, Professor Sabine Kastner tested connectivity between  pulvinar  (within  the  thalamus)  and  cortical  areas  in  both  functional  and  structural  aspects. She showed that thalamus can regulate visual processing and orient attention. 

Next,  Professor  Earl  Miller  demonstrated  their  recent  findings  in  top‐down  versus  bottom‐up control of attention in the prefrontal and parietal cortices in monkeys. Their  data showed strong neuronal synchronisation between prefrontal and parietal (e.g. LIP)  cortices  in  lower  frequency  ranges  (22‐34  Hz)  during  top‐down  attention  but  in  higher  frequency  ranges  (35‐55  Hz)  during  bottom‐up  attention.  Also,  he  showed  that  early  activity  in  frontal  neurons  reflected  target  location  in  a  visual  search  task  during  top‐down  attention;  however,  early  activity  in  parietal  neurons  was  observed  during  bottom‐up  attention.  Finally,  Professor  Anna  Christina  Nobre  showed  how  long‐term  contextual memories can guide subsequent attention and modulate target‐related visual  processing in a series of experiments developed in her laboratory. The original paradigm  was based on the original contextual cueing experiments. The main behavioural finding  was that participants were able to use their memories to guide their attention to learned 

 

locations  within  complex  scenes,  as  revealed  by  faster  reaction  times  to  target  stimuli  appearing in valid (learned) as opposed to neutral (unlearned) locations. In addition, the  validity  effect  was  stronger  in  the  memory‐orienting  than  for  visual‐orienting.  fMRI  activations  revealed  a  common  frontal‐parietal  network  for  attentional  guidance  between  memory‐  and  visually‐guided  orienting  of  attention,  which  is  commonly  seen  during  spatial‐attention  tasks.  Furthermore,  for  memory‐based  attention,  there  was  a  selective  activation  of  the  hippocampus,  which  is  involved  in  the  retrieval  of  object‐context associations as described previously, and this activity correlated with the  ensuing behavioural advantage for valid memory cues. Overall, the results of this novel  paradigm  replicate  and  extend  the  findings  of  the  classic  contextual  cueing  paradigms,  and  reveal  a  selective  interaction  between  systems  involved  in  memory  and  attention  when  humans  use  their  long‐term  memories  to  guide  their  attention  in  cluttered  environments. The hippocampus may indeed have a ‘proactive’ role by which incoming  perceptual information can be biased based on previous experiences. 

 

I  am  also  interested  in  decision  making.  In  the  invited  symposium  (16  April),  Professor  Matthew Rushworth designed experiments to study the neural mechanisms of foraging  in  human.  They  showed  that  decision  making  and  foraging  may  depend  on  distinct  neural  substrates  in  ventromedial  prefrontal  cortex  (vmPFC)  and  anterior  cingulate  cortex  (ACC)  using  distinct  reference  frames.  Choice  variables  were  represented  in  invariant  reference  to  foraging  for  alternatives  that  were  correlated  to  ACC  activity. 

However, activity in the vmPFC reflected encoding of specific pre‐defined choices. They  concluded  that  the  ACC  carries  three  signals  for  decision  making:  representations  of  value of options, averaged values of alternatives, and the cost of actions. 

 

 

In  addition  to  the  issues,  neuroimaging  methods  are  also  very  critical  to  the  field  of  cognitive neuroscience. In recent years, fMRI pattern classification methods have led to  rapid advances in the field. In a mini‐symposium of analysing patterns of brain activity  (14 April), Professors Frank Tong, John Serences, and Jack Gallant reviewed their recent  advances  in  brain  and mind  reading  (or  decoding)  in  the  issues  of  visual  cognition  and  short‐term memory (Frank Tong), attention (John Serences), and semantic categorisation  (Jack  Gallant).  This  decoding  technique  revealed  how  different  types  of  information,  visual, auditory, intentional, sematic, etc., are represented in specific brain areas. Taken  together,  their  evidence  showed  not  only  functional  organization  of  these  representations but also brain activity patterns that can be predictive of future actions.   

 

 

三、發表論文全文或摘要   

Searching for targets within visual short‐term memory versus perceptual representations: A  magnetoencephalograhic study 

 

Bo‐Cheng Kuo1, Duncan E. Astle2,4, Gaia Scerif2, Mark W. Woolrich3, Anna Christina Nobre2,3 

Department of Psychology, National Chengchi University, Taipei, Taiwan 

Department of Experimental Psychology, University of Oxford, Oxford, United Kingdom 

Oxford Centre for Human Brain Activity, University of Oxford, Oxford, United Kingdom 

Medical Research Council Cognition and Brain Sciences Unit, Cambridge, United Kingdom 

 

Abstract 

Recent event‐related potential (ERP) studies have revealed that searching for relevant items  from  within  visual  short‐term  memory  (VSTM)  representations  involves  spatiotopically  specific top‐down biasing of neural activity in a manner similar to that occurs during visual  search  for  items  within  perceptual  representations.  However,  the  underlying  neural  substrates of VSTM and perceptual search were not fully investigated. Here our aim was to  localise the neural source of brain activity associated with spatiotopic selection of targets in  VSTM  representations  by  using  magnetoencephalograhy  (MEG).  Participants  (N  =  11)  performed a visual and VSTM search task. Participants viewed a sample shape and a search  array of different shapes. Their task was to respond whether the sample shape was present  in the search array. In visual search trials, the sample shape appeared before the search array,  and participants searched for the target item within the perceptual array. In VSTM trials, the  sample shape appeared after the search array, and participants searched for the target item  within representations held in VSTM. In accordance with previous ERP findings, we found the  mN2pc  for  both  VSTM  and  visual  search  from  event‐related  magnetic  field  recording.  MEG 

 

source  localization  using  beamforming  analysis  revealed  that  the  mN2pc  was  related  to  posterior  visual  areas  for  both  search  tasks.  Moreover,  the  mN2pc  for  VSTM  search  also  reflected  neural  activity  in  the  frontal  cortex.  Taken  together,  these  findings  bolster  the  notion that top‐down biasing in VSTM may share properties with spatially specific attentional  mechanisms that bias perceptual processing in favour of the relevant information. 

 

四、建議 

(1)  希望當局能更重視認知神經科學基礎研究,以此作為發展應用領域的基礎。 

(2)  給予議題面與方法面相等的資源投入與發展鼓勵。 

 

五、攜回資料名稱及內容  會議手冊。 

相關文件