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儿童青少年执行功能发育的机制与干预研究
发布时间：2022-04-09 15:04:00
研究内容：基于执行功能的认知模型，研究儿童青少年执行功能不同成分对应的脑结构和功能网络，探索其组织方式和发育规律，研究执行功能发育的关键脑影像标记；在学习困难儿童中开展认知训练和无创光、电刺激干预，对比不同任务范式和人脑光电刺激靶区对提升儿童学习能力的影响。


考核指标：阐明执行功能不同成分对应脑网络的发育规律；识别针对学习障碍不同群体的有效认知训练和脑刺激靶区和适宜剂量，训练提升有效率超过80%；应用执行功能认知与脑刺激方案到500例学习困难儿童中；提出在不同场景下（学校、社区或医疗机构）有效应用的方案。



5. 儿童青少年注意困难的脑影像评估和综合干预原理、技术

研究内容：利用MRI、脑电或近红外等多种手段，研究注意困难儿童的脑结构、功能、节律、网络等特征，探讨脑影像特征与注意困难发生、发展和严重程度的关系；对比认知、行为、无创神经调控技术对不同类型儿童注意困难的改善程度，阐明其脑与认知原理；在学校和医疗机构中应用注意困难的客观影像评估方法和提升技术。


考核指标：建立注意困难不同类型的客观影像评估指标和方法，其敏感性和特异性高于基于行为症状的评定方法；研发至少2套针对不同类型注意困难的认知、行为训练技术或非侵入式神经调控技术，验证其干预有效性，明确适用范 围，阐明干预的脑与认知原理；注意困难的脑影像评估和认知-行为-神经调控技术在不少于500例儿童中应用，有效率高于80%。


6. 青少年焦虑发生发展的早期预防及脑机制


研究内容：采用脑电、定量磁共振成像、弥散张量磁共振成像以及功能磁共振等技术，从焦虑青少年神经活动的时间动态进程到空间网络模式，从微观脑内大分子髓鞘体积到宏观脑区结构和功能，研究青少年焦虑情绪的发生发展机制；探讨情绪调节、神经调控及垂体后叶加压素等新型手段在青年焦虑的早期防控中的作用机制；通过对不少于200名12-16岁青少年的5年纵向追踪研究，结合认知、脑电、近红外及磁共振等技术，研究青少年焦虑情绪发生发展的预测指标与预警标记。


考核指标：阐明在校青少年群体的焦虑易感性发生发展的微观和宏观脑机制，揭示在校焦虑青少年神经活动的时空变化特性；筛选出3-5项可有效识别儿童青少年不同焦虑类型的多维度指标；研发3种以上有效、无创的青少年焦虑调控技术，建立在校青少年焦虑的早期干预方案；建立适合我国儿童青少年焦虑发生发展的预测模型，制定1套可在中小学使用和推广的焦虑早期预防系统。


7. 青少年违规行为的认知神经机制与调控


研究内容：结合社会行为范式、多模态脑成像、电生理、计算建模等方法系统探讨青少年亲社会行为(信任、合作、共情等)与违背社会规范的行为的认知心理、计算过程、脑区活动模式及神经环路机制；利用近红外多脑同步记录技术揭示高生态效度下违规行为的多脑相互影响机制，探明青少年团体性违规行为的主要环境因素；研发矫正青少年违规行为的认知调控、神经肽、经颅直流电/磁刺激等个体化干预方案并改善高危青少年的社会适应力。


考核指标：开发适于研究青少年违规行为的单人和多人研究范式（包括信任、合作、资源分配、竞争、群体冲突情境等），揭示其认知神经机制，构建青少年违规行为产生原因及过程的理论；开发2-3套矫正青少年违规行为的干预手段，包括基于学校的认知训练和严重持续违规行为管理的药理干预、神经调控干预及综合干预，在不少于500例中应用，有效率超过80%。


8. 儿童青少年游戏成瘾的脑机制与干预

研究内容：应用多模态脑成像等技术，研究儿童青少年游戏成瘾发生的神经机制，开发适用于中国儿童青少年的游戏成瘾诊断测试工具；通过至少3年的纵向追踪，研究游戏成瘾行为发展变化的神经模式以及对认知能力的影响，研发有效干预儿童青少年游戏成瘾的行为训练与神经调控技术。


考核指标：阐明儿童青少年游戏成瘾行为发生、发展的神经机制；开发1套适用于我国儿童青少年游戏成瘾诊断的标准化测试工具；研发至少3套游戏成瘾行为矫正技术和至少3项神经调控技术方案，完成不少于100例的干预个案，干预成功率超过80%。


9. 儿童青少年脑电时空网络分析方法研究


研究内容：基于儿童脑电特点，结合脑电时空分析等技术，建立从头表到皮层源空间上能够清晰刻画认知任务信息动态加工过程、大脑节律特征、大脑发育过程的功能、效应及时变等不同尺度的脑电网络构建方法，并进一步发展出能够有效学习网络图特征的手段，建立与儿童认知过程、大脑发育密切关联的脑电网络分析技术。


考核指标：构建不同年龄段儿童青少年的静息脑电网络，揭示与发育相关的静息网络的纵向变化特征；结合深度学习等技术，发展出监督学习框架下的、可靠的脑电时空源定位技术，建立系列源空间网络分析方法，消除容积效应的影响；结合时频分析等技术，发展出脑电节律网络分析方法；利用人工智能等技术，建立跨个体、跨中心的以网络图特征提取为核心的分析方法，消除脑电差异性的影响；构建与儿童发育、学习密切关联的网络图特征常模数据库。


10. 基于EEG/fNIRS双模态脑发育信号的解码研究

研究内容：以“EEG/fNIRS双模态信号获取-模型理论研究-关键解码技术研发”为主线，研究儿童青少年神经功能发育的动态神经连接网络和生物标记，并从机理上进行神经连接发育的有效性验证；研究EEG/fNIRS双模态动态功能连接网络发育的关联耦合；研究功能连接网络发育的结构化分解及原型社团获取，基于双模态耦合关系，形成耦合原型社团。


考核指标：形成儿童青少年发育中基于EEG/fNIRS双模态脑信号解码的理论方法，建立可验证数学模型；发现信号间动态、固有内在连接关系及模态间耦合性；研发脑功能连接发育的结构化分解及原型社团构建技术。


11. 儿童青少年磁共振脑影像的多中心校正计算方法研究


研究内容：建立多中心相同被试重复采集磁共振（结构、功能、弥散成像）数据集，研究脑结构和功能局部、连接和网络特征的中心效应，建立基于深度学习的多中心校正计算方法，评价多中心校正方法对脑结构和功能特征发育轨迹可重复性的提升作用；开发适用于儿童青少年磁共振影像的脑结构和功能特征的多中心校正计算软件平台，实现中心效应的自动校正。


考核指标：明确基于磁共振影像的脑结构和功能特征的中心效应成分，建立基于深度学习的脑结构和功能特征多中心校正计算方法；建成适用于儿童青少年磁共振影像的脑结构和功能特征自动化多中心校正平台。


12. 脑科学创新检测和调控手段

研究内容：神经电活动、神经递质、神经调质的创新检测工具与创新调控手段，实现长时程、实时、高通量、强特异性的检测与调控；神经网络三维检测创新技术，实现三维检测重要脑功能或疾病相关的神经网络可塑性或病理性变化；前沿性、规模化、标准化脑图谱绘制创新技术；高效率、低成本、规模化的人类脑疾病新型动物模型构造技术；规范化、前沿性的人脑资源采集、保存、检测与应用创新技术；针对典型与极端心理状态、脑损伤康复、早期精神障碍、疲劳等问题，研发基于认知与脑调控技术的智能化、个性化、高效的非药物干预手段；其他脑科学创新检测和调控手段。


13. 重要脑生理现象的神经原理


研究内容：针对感觉信号的接收、整合、处理、特征绑定及学习等，揭示视觉、嗅觉、痛觉等感知功能的神经原理，刻画多感觉通道学习过程等神经动力学；阐明睡眠、脑节律、记忆、注意、决策、社会行为等重要脑功能的神经原理；解析认知过程的时间组织、多物体动态表征、选择和记忆等神经机制，建立由此启发的类脑计算模型、认知动态调控和脑功能修复手段；其他重要脑生理现象的神经原理。


14. 脑－神经－多系统互作和整合调控原理

研究内容：针对肝脏、肠等重要代谢器官，研究脑－神经－代谢的互作、整合、调控原理，探索其临床应用；针对脾脏、胸腺、肺等重要免疫器官，研究脑－神经－免疫的互作、整合、调控原理，探索其临床应用；在前列腺癌、肺癌、肠癌等重要器官肿瘤的肿瘤发生、间质转化、转移等病理过程中，研究脑－神经－肿瘤整合调控机制，实现特异性、长时程的通过脑－神经网络预防、抑制和治疗重要器官肿瘤；其他脑－人体的神经－多系统互作和整合调控原理。

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