科研进展
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  • 毕彦超课题组在《Human Brain Mapping》 发表物体识别脑网络机制文章
     
            人们感知视觉刺激的物理属性(如形状、颜色和质地)并识别出熟悉物体(如认出红色、圆形、表面光滑的水果是“苹果”),从而可以提取相关语义知识(可以吃的、酸甜的)被称为“客体识别”。经典视觉理论认为,客体识别过程由腹侧枕颞叶皮层完成,并体现出内外侧不同亚区按物体范畴(有生命/无生命区分:自然场景、人造物、面孔/动物)组织的特点。这种范畴性分布被认为与其他系统脑连接模式所决定和约束——不同物体范畴与不同系统加工相关(场景与导航系统相关;面孔与情绪社会加工相关)。目前研究虽然发现了这些不同亚区的脑连接模式区别,但相关脑连接是否直接参与物体识别行为还未知。

            近期,北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室毕彦超课题组李烨和方宇星等人的研究(Li, Fang et al., 2018)为腹侧颞叶皮层脑连接在客体识别行为的必要性提供了实验证据。论文选取腹侧颞枕皮层相关范畴特异性亚区(功能成像数据定义)没有受损的脑损伤病人,即病灶分布在其他脑区和白质结构、可能影响到腹侧颞枕皮层与其他脑区的连接。研究使用特定腹侧颞枕皮层兴趣区的全脑白质连接模式对客体识别任务行为表现进行支持向量回归模型训练,发现大型人造物功能选择区(海马旁回和梭状回内侧)的全脑白质连接模式可以有效预测大型人造物客体识别任务成绩(所连脑区的连接概率在预测模型中的权重如下图所示)。这种连接作用不是由与初级视觉皮层连接所解释——去除与初级视觉皮层连接,对识别行为的预测能力仍然显著。而该处连接模式不能预测其他范畴物体(动物)的识别成绩,也无法预测其他控制任务成绩。综合结果表明,物体识别,至少大型人造物体的识别,不是由早期视觉皮层和腹侧颞枕皮层相应亚区孤立完成,而需要与其他脑区的合作参与。

     

     
            本研究获得了国家重点基础研究项目、国家自然科学基金等项目的资助,与实验室龚高浪、黄瑞旺、韩在柱教授和中国康复研究中心合作完成。
     
    Li Y, Fang Y, Wang X, Song L, Huang R, Han Z, Gong G, Bi Y (2018). Connectivity of the ventral visual cortex is necessary for object recognition in patients. Human Brain Mapping.
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