5月18日，2020年特征
研究知觉个体差异的神经机制
印度哈里亚纳邦国家脑研究中心的研究人员最近进行了一项研究，探索了可能在不同人们感知多思想刺激的差异的神经机制。他们的论文，发表在里面欧洲神经科学杂志，介绍了一种生物物理模型，可以将不同个人的结构和大脑功能的可变性联系起来与感知相关的任务中的表现。
“我们的实验室调查神经机制可大规模操作脑开展这项研究的研究人员之一Arpan Banerjee告诉MedicalXpress。这是一种修正主义的研究观点脑区在孤岛，在运营期间特定任务涉及认知。”
过去的研究调查人类多师能力确定了许多可能与刺激加工相关的大脑区域。然而，这些领域如何彼此实际与彼此沟通仍然是一个开放的问题，目前正在全世界几个研究团队探索。
这个问题的一个特殊方面仍然难以捉摸，那就是这些大脑区域之间是否存在特定的大脑节奏来进行交流，这可能在经常感知和很少感知被称为McGurk效应的常见错觉的人之间是不同的。McGurk效应是指当人们听到一种声音，同时受到与另一种声音相关联的视觉刺激时，就会对所听到的东西产生不稳定的感觉。人们被这种错觉“愚弄”的程度各不相同，但这种感知变化背后的神经机制还不完全清楚。
“本研究的目标是识别捕获该任务的各个可变性的公制（NeuromaMarker），并使用脑动力学的现实计算机模拟来提供对该标记的解释，”Banerjee说。
使用诸如傅里叶变换的数学函数的信号处理已广泛用于过去的脑电图（EEG）研究。已经证明这些技术特别适用于识别特定于大脑或捕获频率的特定区域的节奏，通过该捕获频率彼此通信。
“EEG技术有一个限制，即他们测量在头皮水平的头部间接和头部在皮层中发生的活动，”Banerjee说。因此，需要提前算法来揭示源信号，这还需要使用使用MRI技术捕获的结构脑地图的数据对齐。我们假设由斯科特凯尔索，史蒂夫·黑斯特勒和Guido Nolte领导的研究组这样的度量。，可以有助于跟踪大脑网络之间的协调动态。“
Banerjee和他的同事利用先进的算法，基于大规模大脑网络的真实模拟，预测发生在不同大脑区域之间的通信的源级度量。最后，他们利用基于无线电望远镜的波束形成技术确定了参与感知McGurk错觉的脑区的源级激活，该技术使用了一种著名的方法，称为皮层源动态成像(DICS)。
此过程允许它们直接从原始EEG数据计算源级网络措施，然后将神经质量模型预测与大脑协调动态的经验证据进行比较。最终，研究人员发现，参与者对McGurk幻觉的易感性与神经活动的特定模式呈负相关，即它们的α带全球连贯性。
Banerjee说:“这种通过质量模型和源指标验证的预测方法是这项研究中使用的一种新工具，以前从未应用过，至少据我们所知是这样。”“因此，除了在经验方面识别罕见感知者的全球阿尔法相干性，我们的工作引入了方法论领域的创新。”
Banerjee和他的同事提出的新的生物物理模型描述了一系列神经团块和这些团块之间的功能耦合模式，这些模型在个体同时感知不同种类的感官刺激(例如听觉和视觉)时产生了大规模的大脑网络动态。这些神经团捕获了参与处理听觉、视觉和多感官刺激的主要大脑区域的平均活动。
“非常简单地说出个体脑区，通过来自动物和解剖学研究的经验证据的整理支持的处理速度来区分，”Dipanjan Roy是一项进行研究的研究人员，告诉MedicalXpress。“在本作工作中模拟的特定功能耦合及其组合基于现实的视听（AV），听觉 - 多福管（AM）和视觉多群体（VM）脑区可以在跨模型感知期间重新创建相干动态的全局变化。“
研究人员设计的模型做出了许多预测。最重要的一点是，极少感知McGurk错觉的人(即那些不太容易受到它影响的人)比经常感知的人表现出更高的直接视听耦合。这一预测后来也被班纳吉、罗伊和他们的同事使用的源连通性地图所证实。
“我们的研究大大促进了跨莫代尔的科学文献，因为它以前在定义早期感官和更高阶认知区域之间的大规模脑网络动态时仍然非常难以忽视，这可能导致各种感知和其变异性罗伊说，参与者的多思考感性加工。“这一发现当然不仅限于视听处理，但自然地为其他多用户域铺平道路，例如触摸，气味，自动运动和味道的视觉和声音。”
过去的研究发现了证据表明，特定脑节奏中的异常同步模式可以部分促进受到许多精神障碍影响的老年人或人类的多思考缺陷，包括自闭症，精神分裂症和阿尔茨海默病。然而，到目前为止，研究人员无法清楚地描绘动态机制，这导致与多思索处理相关的脑频带中的一致性和变阻。
Banerjee和Roy，以及他们的研究生G. Vinodh Kumar和Shrey Dutta，收集了新的有价值的见解，可以阐明这些机制，从而拓宽了目前对支持个体感知差异的神经机制的理解。首先，研究人员发现，与那些感知到麦格克错觉的人相比，那些没有感知到麦格克错觉的人在阿尔法频带的整体一致性有所增强。
“使用神经质量模型，我们还预测，高直接的视听功能连接是保持高α全球连贯性在稀有感知中的关键，”Roy说。“最后，使用源级网络分析，我们验证了我们的模型的预测，确实是听觉区域（左上级时间Gyrus STG）和视觉区域（内侧枕骨皮层，MOC和高级枕骨，SOC）之间的源电平相干性麦基克幻觉的稀有感知。“
该团队的最近进行的研究最终可能会扩大目前对人类脑如何在同时加工时整合不同类型的感觉刺激。将来，Banerjee，Roy及其同事引入的方法和模式可用于调查几种大脑地区互动或工作的其他形式的多思考或实例，例如参与情感和判断的区域。在下一步研究中，研究人员还希望探讨刺激前的脑脑状态如何携带有意义的自发性脑子节奏签名可以在有人呈现给定的刺激后塑造大脑活动。
“暂时，我们发现了减少一致性（即，破坏）作为视听集成的重要标志，”Roy和Banerjee说。“然而，未来的脑成像研究可以调查去阻断是一种广义度量，捕获神经集合如何有效地与环境投入互动。例如，在自闭症群体和学习障碍的人中，在自发动态中存在的相干性可能会达到高水平的稳定性，使得难以干扰效果有效信息处理。识别这些机制可以向开发新的恢复路线。“
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