认知控制的神经动力学:当前的紧张关系与未来的希望
神经元与认知
2025-11-05 v1
摘要
认知控制是一套帮助个体在面对目标行动的抵抗或不确定性时仍能坚持目标的过程的工具。尽管认知控制已被广泛研究为感知、评估和行动的动态反馈环路,但在作为 cohesive dynamic and distributed 神经过程的整体理解方面仍不完全明确。本文批判性地检阅了认知控制研究的历史和进展,包括审议如何以及文化规范(权力、道德与理性)如何与控制的定义交织,以全面考虑不同模型如何解释哪些大脑区域充当控制器。控制器——来自顶部信号的来源——通常局限于那些神经激活实现控制基本组成部分的区域,包括冲突监控和行为抑制。来自这些区域的顶部信号引导其他任务特定区域的激活,偏向于任务特定的活动模式。一种相对较新的方法——网络控制理论——源于动力系统理论和系统工程。这一方法可以数学方式表明,控制器是具有强大嵌套和循环解剖连接性的区域,能够高效地传播顶部信号,并精确估计所需信号的数量、位置和时机,以偏向全局活动以任务特定模式。该理论与先前证据相吻合,为理解跨分析水平控制环提供了新的数学工具和直觉,并自然产生对尚未被考察或边缘化的大脑区域和心理功能模块的控制的分层预测。我们描述了先前方法的收敆与 divergence,指出未来集成的方向,以改进对大脑如何实现认知控制的理解。
引用
@article{arxiv.2511.02063,
title = {Neural dynamics of cognitive control: Current tensions and future promise},
author = {Dale Zhou and Danielle Cosme and Yoona Kang and Ovidia Stanoi and David M. Lydon-Staley and Peter J. Mucha and Emily B. Falk and Kevin N. Ochsner and Dani S. Bassett},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.02063},
year = {2025}
}