第一作者：张凯杰
通讯作者：李葆明、王春杰
发表期刊：NeuroImage
期刊 5-Year Impact Factor: 6.1; SCI, Q1
通讯单位：杭州师范大学
论文DOI： https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2024.120807
研究简介
近日，脑科学研究所认知神经科学研究团队（王春杰、李葆明）在心理旋转操作（mental rotation performance）性别差异的脑机制研究方面取得重要进展，研究论文以“心理旋转性别差异的大尺度脑网络连接机制”(Sex differences in large-scale brain network connectivity for mental rotation performance)为题发表在神经影像学著名杂志NeuroImage。
研究背景
心理旋转是指人在头脑中运用表象对物体进行二维或三维旋转的想象操作过程，是个体在科技、工程、数理等领域（STEM）取得成功的关键基石。长久以来，人们发现男性与女性在执行心理旋转任务时存在显著差异。随着神经影像技术的进步，许多研究者开始探究心理旋转性别差异在脑机制方面的证据，但这些研究主要聚焦在任务诱发的局部脑区功能活动的分析。近年来越来越多的研究表明，心理旋转涉及复杂的大脑功能网络连接。这提示我们，通过研究大脑功能网络连接，有望为理解心理旋转性别差异的深层机制提供依据。
图文导读
本研究采用功能磁共振成像技术对63名大学生被试（32名男性）进行扫描。所有被试在扫描中完成一项经典的三维心理旋转任务。基于大脑局部激活的分析未发现显著的性别差异，而基于功能连接的分析发现大脑功能网络连接模式存在显著的性别差异。相比于女性被试，男性被试在视觉网络表现出更低的网络间交互（网络间连接个数更少，参与系数更低），而在突显网络表现出更高的网络内整合（网络内连接个数更多，局部效率更高）和更高的网络间交互（网络间连接个数更多，参与系数更高）。心理旋转行为表现与视觉网络的网络间交互（参与系数）呈负相关，与突显网络的网络间交互（网络间连接个数）和感觉运动网络的网络内整合（局部效率）呈正相关。有趣的是，视觉网络的网络间交互与突显网络的网络间交互在性别与心理旋转行为表现之间的关系中起中介作用。
本研究的创新之处：揭示了大脑功能网络连接在心理旋转性别差异中的作用，强调了在探究空间认知的脑网络机制时应考虑性别因素的重要性。这一发现不仅增进了我们对脑高级功能性别差异的理解，也为未来针对性别特定脑网络的研究提供新的视角和方法。
图1. 心理旋转任务流程图
图2. 脑网络功能连接性别差异
图3. 脑功能网络连接在心理旋转性别差异中的中介作用
第一作者
张凯杰，杭州师范大学经亨颐教育学院2022级基础心理学方向研究生，研究方向为心理旋转性别差异的脑机制。在读期间以第一作者发表研究论文1篇、会议摘要2篇。
王春杰，杭州师范大学经亨颐教育学院/脑科学研究所副教授、硕士生导师。主要关注数学和执行功能发展及干预。以第一或通讯作者在Journal of Neuroscience, NeuroImage, Cerebral Cortex和Human Brain Mapping等期刊发表论文。近年来主持国自然青年基金、中国博士后基金和浙江省自然科学基金等科研项目5项。
