在感觉信息分辨任务过程中听皮层神经元对跨模态信息的编码研究

• 作 者: 韩笑
• 出 处: 华东师范大学
• 发表日期: 2004年期
• 关键词: 听皮层 多感觉整合 听觉 视觉

对于一个生存于复杂世界的个体,几乎时刻都会感知到外界众多不同模态的感觉信息(听觉、视觉、触觉等)。大脑必须对这些信息进行过滤、加工,最终进行信息整合才能对外界的事物进行精确的编码。尽管多感觉信息整合是大脑的一个非常重要的基本功能,但是我们对之的了解非常有限。传统观点认为,只有大脑的高级皮层(如前额叶皮层、联合皮层等)才能进行多感觉信息整合,而感觉皮层(如听皮层、视皮层等)只能处理单一的感觉信息。这些结果的得出主要来自于在麻醉动物身上所取得的研究成果,但是我们知道,在一个清醒并积极活动的大脑对外界感觉信息的编码与其麻醉状态相比有着明显的不同,因此我们认为也存在着感觉皮层参与多感觉信息处理的可能。本研究运用在体32多通道细胞外记录技术,在大鼠完成感觉刺激(听、视以及听-视)辨识的任务过程中,记录听皮层神经元对听、视和听-视联合刺激的反应,并对部分神经元深入比较了它们在三种不同状态下(完成任务、麻醉、消极)对相同感觉刺激的反应以及分析其多感觉整合特性。研究结果显示,在完成行为任务过程中,听皮层神经元可参与对视觉信息的编码以及有效整合听-视信息,但是这一过程随着所完成任务的不同而发生改变。当听-视联合刺激为动物需要唯一关注的刺激时,所记录到的将近一半的听皮层神经元可对视觉刺激反应,大部分神经元对听-视刺激表现出较强的整合特性,平均整合强度达到53%,但是神经元的这些反应和整合特性只有在完成任务时才能体现,当动物处于麻醉以及消极状态(动物清醒但是不完成任务)下,绝大部分神经元并未表现出对视觉刺激的反应以及对听-视刺激的较强整合特性。当动物在完成另一个只需重点关注听觉刺激(可忽略视觉以及视觉相关的刺激)的任务时,大部分神经元并不表现出对视觉刺激的反应,甚至视觉刺激的存在反而抑制对听觉刺激的反应。而如果动物在完成一个需对视觉刺激进行重点关注的任务时,那么有64%神经元,可表现出对视觉刺激的反应,其平均整合强度达到-37.8%。这些结果显示,在一个积极活动的大脑,传统意义上的感觉皮层也可参与跨模态感觉信息(如听皮层可参与视觉信息的编码),这丰富了我们对大脑多感觉信息整合的认识,进一步增强了我们对感觉皮层结构和功能的理解,为揭示大脑如何感知外界信息的这一基本功能提供了重要的实验依据。