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信息整合的脑机制

吴祥  
【摘要】: 把不同的和离散的信息整合为一致的物体或事件,是人脑的关键功能。我的博士论文用行为学,脑电和功能磁共振成像研究了工作记忆和视知觉中的整合问题。第一个实验研究了是否神经元的同步放电参与了工作记忆中语音和空间信息的整合。语音(字母)和空间(位置)信息被要求或者以整合的方式,或者以分离的方式记忆。我们分析了脑电信号的振动能量和相位同步。我们发现前额theta能量,双侧前额之间以及左侧前额和右侧颞顶叶之间的大范围相位同步在整合条件下比在分离条件下强。这些效应没有在gamma波段发现。这些结果表明工作记忆整合包含了大范围theta波段的神经元同步活动。第二个实验研究了早期induced gamma活动是否参与了错觉轮廓的知觉。时间整合假说提出视觉特征整合是通过神经元的同步活动完成的。但是,目前支持这个假说的证据—induced gamma活动受到了质疑,因为之前发现的induced gamma活动发生在200ms以后,一些研究者认为这样晚期的脑电活动可能不是与知觉有关,而是与后期的由上而下的加工,例如注意有关。然而,我们的结果发现发生在早期(90毫秒)的induced gamma活动,它的强度在Kanizsa类型的错觉轮廓条件下要比在对照条件下强。错觉轮廓是一个经典的视觉特征整合的例子。所以,我们的结果回应了关于induced gamma活动在视觉特征整合中作用的质疑,为时间知觉假说提供了新的早期证据。第三个实验研究了整合和物体表征是否是可以分离的。Kanizsa类型错觉轮廓以及相应的对照刺激分别以0.45和0.75的support ratio被呈现。脑电和磁共振成像数据都被记录。与整合有关的脑活动应该随着support ratio增大而变弱,而与物体表征有关的脑活动应该随着support ratio增大而变强。这个分离的结果在枕叶EEG/ERP的结果中被发现了。100~150毫秒的induced gamma活动随着support变弱,而ERP成份P1和N1随着support ratio变强。在成像结果中,外侧枕区的激活随着support ratio变强。这些结果表明整合和物体表征是可分离的,他们分别与枕叶的induced和evoked活动有关。物体相关的外侧枕区的成像活动以及成像结果中未发现与整合相关的脑区可能意味着整合和物体表征包含了同样的脑区,但是其中不同神经元可能分别参与了整合的物体表征。


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