科研进展
  • 科研进展
  • 独立于视觉经验的海马旁回范畴选择性结构连接基础

    人类腹侧枕颞叶皮层包含不同神经元团块,在视知觉加工中表现出对特定客体范畴的选择性激活,其产生机制和反映出的神经元团块功能特点一直是高级视觉加工的热点问题。近期的许多研究,包括本实验室毕彦超课题组的系列工作,发现其中一些团块的范畴选择性不受视觉经验影响,在先天盲人组进行非视觉任务时也有所相似模式。但这类神经团块在正常视觉组与先天盲人组中表现出的功能相似性是否由相似的连接模式所决定尚不清楚。针对此,毕彦超课题组王效莹助理研究员及合作者近期开展了专门研究来尝试回答该问题。

     

    根据连接模式决定局部功能的假设,研究人员分别在正常视觉组与先天盲人组中建立回归模型,通过海马旁回的白质连接模式预测该区域对大型人造物的范畴选择性,所得到的回归模型继而被应用跨组预测。有趣的是,研究人员发现相同视觉经验的正常视觉组不同群组之间的预测成绩与视觉经验完全不同的先天盲人组与正常视觉组之间的预测成绩非常接近,无显著差异。这表明正常视觉组海马旁回的白质连接模式与其局部功能选择性之间的关系与先天盲人组海马旁回该两者间的关系非常接近,可用于互相预测。另外,研究者发现在两组人群中均能显著预测海马旁回功能选择性的白质连接主要包括该区域与额叶及颞叶皮层的连接。

     

    以上研究结果表明与海马旁回范畴选择性相关的白质网络连接基础独立于视觉经验的影响,为该区域的非视觉功能表征提供了进一步的证据。

     

    该项工作已发表在2017年5月3日出版的《Journal of Neuroscience》。该研究得到科技部“973”,国家自然科学基金委,中组部“万人计划”,北京市类脑计划的资助。

     

     

            图一、基于白质连接模式线性回归模型对双侧海马旁回范畴选择性进行跨被试群组预测(正常视觉组与先天盲人组)与跨通道预测(正常视觉组视觉与听觉)的预测成绩柱状图。纵坐标表示预测的平均绝对误差;误差线代表平均绝对误差的标准误。星号与#号显示基于连接模式的回归模型预测成绩(灰色)与基于组平均功能激活的控制模型预测成绩(斜线)之间差异的显著性水平。*p<0.05; #0.05<p<0.1。



     

    图二、先天盲人组听觉实验、正常视觉组听觉实验及正常视觉组视觉实验中对海马旁回范畴选择性起重要预测作用的连接预测变量。图中显示了各个实验中回归模型系数排名前10的预测变量所连接的脑区。其中暖色调与冷色调分别代表了回归模型系数的正负。
     


    参考文献:Wang, X., He, C., Peelen, M. V.,Zhong, S., Gong, G., Caramazza, A., & Bi, Y. (2017). Domain selectivity in the parahippocampal gyrus is predicted by the same structural connectivity patterns in blind and sighted individuals. Journal of Neuroscience, 37(18):4705-4716.