新研究揭示丘脑-皮层环路作用

作为人类思维活动的基础和核心，观念感受是如何产生的，它的本质和物质基础是什么?北京师范大学与中国人民解放军总医院等单位的研究人员合作，发现大脑中的大型神经网络共同参与了意识感受的产生过程。传统上，丘脑被视为“二传手”，在其中发挥了重要作用。相关论文于4月4日在《科学》杂志上发表。

论文通信作者、北京师范大学心理学系、认知神经科学与国家重点实验室/IDG麦戈文脑研究所张鸣沙教授告诉《科技日报》记者，在不同的大脑区间，很难捕捉到不同的信号处理和传递，在细微的时间和空间尺度上。这一次，在遵守伦理规范的前提下，团队将5名因临床治疗需要在大脑中植入电极的患者作为受试者，揭开了概念感受产生时大脑活动的谜团。

然而，如何通过实验找到概念感受产生的那一刻?张鸣沙说，这也是探索的难点和亮点，所以被试应该在清醒的状态下执行一项特定的视觉任务。简单来说，他们通过反复调整，将某个图像信号的刺激强度调整到被试的视觉感知阀值周围，即同一个受试者可能会看到或看不到同样的视觉刺激。当被试报告被看到时，你可以感觉到概念参与其中。团队还进行了一系列设计，将与视觉概念相关的神经活动分离出来。“我们发现，当被试报告‘看到’信号时。”

结合眼动跟踪技术和人类立体定向脑电技术，研究表明，在产生概念感觉的过程中，丘脑中的高级核团开始活跃在前额叶等大脑皮层的一些区域，其活动强度高于前额叶。虽然只有ms差异，但这项研究仍然准确地捕捉到了先去丘脑中央核团再流向前额叶的信号。具体来说，丘脑板的核心和内核比腹核团起着更重要的作用。此外，前额叶与板核心和内核的相互作用在概念体验中起着关键作用，起源于板核心和内核。

以前一般认为丘脑的主要作用是传递信息，但这项研究证明，丘脑的一些核团实际上扮演了“门控”的角色，在概念感受产生期间调整了额叶活动。

张鸣沙表示，该研究提供了新的洞察，以进一步了解大脑区间信号通道是如何创建的，以及大脑如何处理和处理信息。“观念感受不仅仅是在大脑皮层中完成的。事实上，大脑区域构成了一个大规模的神经网络来支撑观念感受的产生。”张鸣沙表示，研究可以帮助准确监控和干预治疗临床意识障碍患者的残余观念，为类脑AI的研发提供新的思路。