视觉运动网络中注意与行动相关的振荡动力学：检测与辨别任务下的EEG源分离研究

本研究通过结合内源性Posner线索范式的视觉检测与辨别任务，利用广义特征值分解（GED）方法进行EEG源分离，揭示了感觉运动网络中四个功能节点（外侧运动区、外侧视觉区、中前额区和中顶区）在空间注意和反应准备过程中的振荡动态差异。研究发现，在检测任务中，反应准备阶段已出现β频段运动区活动偏侧化及运动-视觉区间功能连接增强，表明反应准备自动调节视觉空间注意；而在辨别任务中，顶-枕α连接及视觉区α活动偏侧化更为显著，反映更强的注意调控需求。结果支持“为行动而选择”的集成网络模型，为理解感知-行动自动整合提供了神经振荡证据。

　　

在日常生活中，我们不断面对海量感官信息，大脑必须迅速选择相关刺激并做出恰当反应。这一过程涉及“刺激选择”和“反应选择”两个基本认知操作。传统模型曾将二者视为序列化的独立过程，分别由不同脑区执行。但近年来，越来越多证据表明，大脑的功能组织更具网络化和异层级特性，刺激与反应选择之间存在密切交互，甚至可能共享同一集成网络机制。

在这一背景下，Bartlomiej Panek、Dariusz Asanowicz和Rob van der Lubbe提出一个“为行动而选择”的振荡网络模型，认为刺激选择与反应选择是在一个感觉运动振荡网络中协同完成的。该网络包含四个功能节点：左右外侧运动区、左右外侧视觉区、中前额区和中顶区。它们通过相位同步的振荡活动相互通信，形成一个动态、互连的系统。为验证该模型，研究团队设计了一项脑电图（EEG）实验，对比了Posner内源性线索任务中的视觉检测与辨别变体。这两种任务在物理刺激和呈现流程上完全一致，唯一区别在于反应选择的时间点：检测任务中，被试可在目标出现前就准备好反应；而辨别任务中，正确反应需在目标出现后根据特征选择。

该研究发表于《Cerebral Cortex》，旨在探索不同感觉运动需求如何影响网络振荡动力学，尤其关注注意定向与反应准备之间的交互作用。

为开展研究，作者团队招募了34名健康右利手被试，采用64导联EEG记录脑电活动，并利用广义特征值分解（GED）这一多元源分离技术从组水平提取四个预定义节点的活动。随后通过时频分析和源间相位相干性（ISPC）评估局部功率和功能连接。实验采用Posner内源性线索范式，线索有效率为80%，通过中央箭头提示目标可能出现的空间位置。检测任务要求被试对目标出现做简单按键反应，而辨别任务则需根据Gabor斑块的方向选择左手或右手反应。

研究发现，在行为层面，两种任务均表现出典型的空间线索效应，即有效线索 trials 反应更快。此外，辨别任务中出现Simon效应（空间对应效应），而检测任务中出现了交叉-非交叉差异（CUD），表明空间刺激-反应（S-R）对应影响反应时间，支持感知-行动自动整合观点。

在神经振荡层面，作者通过GED成功分离出四个节点的活动，并发现任务特异的振荡模式：

Centro-lateral(motor) sources

在检测任务中，目标出现前即观察到β频段（15–25 Hz）功率在反应手对侧运动区显著降低（去同步化），表明反应准备已提前激活。而辨别任务中该效应仅在目标后出现。

Lateral occipital(visual) sources

α频段（8–14 Hz）功率在提示后出现偏侧化，对侧于注意视野的视觉区表现出更大去同步化，且该效应在辨别任务中更强，反映更强的注意调制。此外，在检测任务中，α活动还受反应手空间位置调制，表明反应准备自动引导注意至对应空间位置。

Medial frontal sources

中前额θ功率（3–7 Hz）在检测任务中提示后早期即增强，可能与 proactive 行动控制有关；而在辨别任务中，θ活动在目标后更显著，与反应选择和冲突处理相关。

Medial parietal sources

中顶区α功率在提示期内升高，检测任务中更显著，可能反映对无关信息的抑制；目标后α抑制在辨别任务中更强，与视觉处理需求增加一致。

功能连接分析进一步揭示：在检测任务中，反应手对侧的中前额-运动区、中前额-视觉区以及运动-视觉区之间的β频段连接均表现出偏侧化模式，且这些效应在目标前即出现，表明反应准备通过β同步自动调节视觉处理。特别地，运动-视觉连接在同半球内表现为抑制性连接，而对侧半球则表现为去抑制。在辨别任务中，顶-枕α连接表现出更强的注意调制效应。

研究结论支持“为行动而选择”的集成网络模型，表明刺激和反应选择通过感觉运动振荡网络协同实现，其中中前额区作为执行枢纽协调感知与行动代码的动态耦合。反应准备通过β频段相位同步自动调制视觉空间注意，这可能是Simon效应和CUD等行为现象背后的神经机制。此外，任务需求差异调节了网络节点间的振荡动力学：检测任务中提前的反应准备增强运动-视觉整合，而辨别任务中更强的感知需求增强顶-枕注意控制。

该研究不仅推进了我们对注意与行动交互的理解，也为临床环境中感觉运动整合障碍（如注意缺陷或运动规划困难）提供了新的神经振荡标记。未来研究可进一步探索该网络在不同人群或任务条件下的动态变化，以及其在脑-机接口和神经调控中的应用潜力。