• A
  • A
  • A
  • АБВ
  • АБВ
  • АБВ
  • А
  • А
  • А
  • А
  • А
Обычная версия сайта

Изучение нейрональных процессов при выполнении когнитивных и нейроэкономических задач с использованием нейроимиджинга, нейромоделирования и неинвазивной стимуляции мозга

Приоритетные направления развития: гуманитарные науки
2019

Цель работы

Изучение когнитивных процессов в норме и патологии, а именно: механизмов принятия решений, внимания, памяти, когнитивного контроля, восприятия и генерации речи, освоения языка и процессов научения, нарушения речи при посттравматической афазии и их амелиорация при помощи нейротехнологических методик, восприятия мультисенсорной информации в норме и патологии, – при помощи нейроимиджинга, нейромоделирования и неинвазивной стимуляции мозга.

Используемые методы

Мозг-навигируемаятранскраниальная магнитная стимуляция (ТМС), транскраниальная стимуляция постоянным (ТЭС/микрополяризация) и переменным (tACS) током, многоканальная магнито- и элекроэнцефалография (МЭГ, ЭЭГ),  магнитно-резонансная томография (МРТ), функциональная МРТ (фМРТ), айтрекинг и др.

Эмпирическая база исследования

УНУ НИУ ВШЭ «Автоматизированная система неинвазивной стимуляции мозга с возможностью синхронной регистрации биотоков мозга и отслеживанию фиксации глазодвижения», включающая две  ТМС-установки MagPro X100 (MagVenture), систему навигации по МРТ-карте мозга Localite, системы оценки движений глаз Eye-tracker SMI REDm и Eye-tracker Eyelink 1000Plus, система регистрации движений гла в виртуальной реальности HTC-Vive + Pupil Labs, усилители 128-channel EEG BRAINAMP DC (Brain Products), ТЭС систему tDCS Starstim. Также использовалось оборудование сторонних организаций: МЭГ-система Vectorview компании Elekta Neuromag (МГППУ), 3-T МРТ сканнер Siemens (ФГБНУ НЦН).

Результаты работы

В 2019 году коллектив Центра нейроэкономики и когнитивных исследований продолжил в развитие полученных ранее результатов исследования, направленные на активное и пассивное декодирование нейрональных процессов и состояний при выполнении нейрокогнитивных и нейроэкономических задач. Особенное внимание уделялось разработке нейрокогнитивных технологий. Мы значительно расширили палитру методов и подходов к анализу многомерных данных, получаемых нами в ходе анализа мозговой активности: к анализу длинно-временных корреляции состояний мозга, методам обнаружения кросс-частотных взаимодействий по магнито- и электроэнцефалографическим измерениям активности мозга, мы добавили анализ высокочастотной активности по измерениям интракортикальной энцелофагрофии, representational similarity analysis, метод бегущей волны, метод сортировки спайков Spyking Circus, глубинное обучение и др. методов классификации, метод частотной маркировки по МЭГ измерениям  и мн. др.  

Степень внедрения, рекомендации по внедрению или итоги внедрения результатов НИР

За прошедший период нами был достигнуты существенные результаты в области прикладных исследований, которые привели к созданию новых технологий по определению биомаркеров и нейрокоррелятов паталогических состояний и нейродегенеративных заболеваний: эпилепсии, инсульта, афазии и проч. Мы достигли значимых результатов в развитии нейрокогнитивных технологий атоматического определения источников эпилептиформной активности и межсудорожных спайков, новых математических методов оценки карт корковых репрезентаций, неромаркетинговых инструментов определения оптимальной цены и мн др.

Публикации по проекту:


Babayan A., Erbey M., Kumral D., Reinelt j., Reiter A., Nikulin V. A mind-brain-body dataset of MRI, EEG, cognition, emotion, and peripheral physiology in young and old adults. // Scientific data. 2019. No. 6. P. 1-21. doi
Bermúdez-Margaretto B., Beltrán D., Cuetos F., Dominguez A. Novel word learning: event-related brain potentials reflect pure lexical and task-related effects // Frontiers in Human Neuroscience. 2019. Vol. 13. No. 347. P. 1-13. doi
Vidaurre C., Nolte G., de Vries I., Gómez M., Boonstra T., Müller K., Villringer A., Nikulin V. Canonical maximization of coherence: A novel tool for investigation of neuronal interactions between two datasets // Neuroimage. 2019. Vol. 201:116009. P. 1-11. doi
Myachykov A., Chapman A., Beal J., Scheepers C. Random word generation reveals spatial encoding of syllabic word length // British Journal of Psychology. 2019. P. 1-12. doi
Iemi L., Busch N., Laudini A., Haegens S., Samaha J., Villringer A., Nikulin V. Multiple mechanisms link prestimulus neural oscillations to sensory responses // eLife. 2019. No. 8. P. 1-34. doi
Maudrich T., Kenville R., Nikulin V., Maudrich D., Villringer A., Ragert P. Inverse relationship between amplitude and latency of physiological mirror activity during repetitive isometric contractions. // Neuroscience. 2019. No. 406. P. 300-313. doi
Zinchenko O. Brain responses to social punishment: a meta-analysis // Scientific Reports. 2019. Vol. 9. No. 12800. P. 1-8. doi
Martín-Luengo B., Mikhailova L., Seungah L., Kapitsyn M., Myachykov A., Shtyrov Y. EEG correlates of false information processing, in: Proceedings of the 3rd International Conference Neurobiology of Speech and Language / Ed. by Y. Shtyrov, O. Shcherbakova. Saint Petersburg: Scifiya-print, 2019. P. 53-54.
Rooy M., Novikov N., Zakharov D., Gutkin B. Interaction between PFC neural networks ultraslow fluctuations and brain oscillations // Izvestiya Vysshikh uchebnykh zavedeniy. Prikladnaya nelineynaya dinamika. 2020. Vol. 28. No. 1. P. 90-97. doi
Vidaurre C., Ramos-Murguialday A., Haufe S., Gómez-Fernández M., Müller K., Nikulin V. Enhancing sensorimotor BCI performance with assistive afferent activity: An online evaluation // Neuroimage. 2019. No. 199. P. 375-386. doi
Lussange J. A., Palminteri S., Bourgeois-Gironde S., Gutkin B. Stock market microstructure inference via multi-agent reinforcement learning / arXiv. Series arXiv "Stock market microstructure inference via multi-agent reinforcement learning". 2019.
Martinez-Saito M., Konovalov R., Piradov M. A., Shestakova A., Gutkin B., Klucharev V. Action in auctions: neural and computational mechanisms of bidding behaviour // European Journal of Neuroscience. 2019. Vol. 50. No. 8. P. 3327-3348. doi
Luna K., Albuquerque P. B., Martín-Luengo B. Cognitive load eliminates the effect of perceptual information on judgments of learning with sentences // Memory and Cognition. 2019. Vol. 47. No. 1. P. 106-116. doi
Martín-Luengo B., Seungah L., Mikhailova L., Kapitsyn M., Myachykov A., Shtyrov Y. Differential neural basis for different levels of metacognitive evaluations, in: Proceedings of the 3rd International Conference Neurobiology of Speech and Language / Ed. by Y. Shtyrov, O. Shcherbakova. Saint Petersburg: Scifiya-print, 2019. P. 90-91.
Shih P., Steele C., Nikulin V., Villringer A., Sehm B. Kinematic profiles suggest differential control processes involved in bilateral in-phase and anti-phase movements. // Scientific Reports. 2019. No. 9. P. 1-12. doi
Deperrois N., Moiseeva V., Gutkin B. Minimal Circuit Model of Reward Prediction Error Computations and Effects of Nicotinic Modulations // Frontiers in Neural Circuits. 2019. Vol. 12. No. 116. P. 1-17. doi
Nazarova M., Novikov P., Kozlova K., Иванина Е. О., Nikulin V. MNI NORMALIZATION OF TMS MOTOR MAPS: PROBING WITHIN-LIMB SOMATOTOPY OF THE PRIMARY HAND MOTOR CORTEX, in: Когнитивная наука в Москве: новые исследования. Материалы конференции 19 июня 2019 г. / Под общ. ред.: Е. В. Печенкова, М. В. Фаликман. М. : Буки Веди, 2019. P. 559-563.
Mahjoory K., Cesnaite E., Hohlefeld F., Villringer A., Nikulin V. Power and temporal dynamics of alpha oscillations at rest differentiate cognitive performance involving sustained and phasic cognitive control. // Neuroimage. 2019. Vol. 188. P. 135-144. doi
Schaworonkow N., Nikulin V. Spatial neuronal synchronization and the waveform of oscillations: Implications for EEG and MEG // PLoS Computational Biology. 2019. No. 15. P. 1-22. doi
Ovadia-Caro S., Khalil A., Sehm B., Villringer A., Nikulin V., Nazarova M. Predicting the response to non-invasive brain stimulation in stroke // Frontiers in Neurology. 2019. No. 10:302. P. 1-6. doi
Myachykov A., Fischer M. A hierarchical view of abstractness: Grounded, embodied, and situated aspects // Physics of Life Reviews. 2019. Vol. 29. P. 161-163. doi
Hulme O., Melveille T., Gutkin B. Neurocomputational Theories of Homeostatic Control // Physics of Life Reviews. 2019. Vol. 31. P. 214-232. doi

См. также

Ключевые слова