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研究人员为探究体感时间辨别中感知体验的神经机制，分析 34 人 EEG 数据，发现 P170 成分的调制可反映感知差异，为理解意识体验提供新视角。
在探索大脑奥秘的征程中，意识的神经机制一直是科学界关注的焦点。近年来，随着研究的不断深入，科学家们对意识相关电位（Event-related potential, ERP）有了诸多发现，比如在刺激呈现后 140 - 220ms 左右，特定感觉皮层上的负电位与刺激的意识感知起始相关，而额中央的 P300 成分更多反映感知后的过程。不过，当前的研究大多集中在刺激检测方面，对于意识体验的其他重要方面，像刺激定位、辨别和识别等过程在大脑中的运作机制，我们的了解还十分有限。
在体感研究领域，这种局限性更为突出。目前，检测范式仍是主流，而针对体感时间辨别（Somatosensory temporal discrimination）等复杂过程的研究相对匮乏。然而，体感时间辨别对于我们的日常生活至关重要，它影响着我们对触觉刺激时间间隔的感知，进而影响我们与周围环境互动的方式。因此，深入探究体感时间辨别中感知体验的神经机制，填补这一知识空白，显得尤为迫切。
为了攻克这一难题，来自德国柏林自由大学（Freie Universit?t Berlin）和柏林心智与大脑学院（Berlin School of Mind and Brain）的研究人员 Jona F?rster、Till Nierhaus、Pia Schr?der 和 Felix Blankenburg 展开了一项深入研究。他们的研究成果发表在《Scientific Reports》上，为我们理解体感时间辨别中的神经机制带来了新的曙光。
在本次研究中，研究人员运用了多种先进的技术方法。首先，在实验设计上，采用了体感时间辨别范式，通过向参与者的左手腕施加成对的直流电方波脉冲，刺激正中神经。为确定刺激强度和时间间隔，研究人员使用了阶梯法，分别测定每个参与者的检测阈值和体感时间辨别阈值（STDT）。在实验过程中，参与者需要完成一个视觉 - 触觉匹配任务，通过观察屏幕上的视觉提示，判断自己感受到的是一个还是两个脉冲。同时，研究人员利用脑电图（EEG）记录参与者大脑的电活动，记录电极按照扩展的 10 - 20 系统放置，采样频率高达 2048Hz。此外，研究人员还运用了源重建技术，将传感器数据从头皮空间投影到三维 MNI 体素空间，以确定大脑中产生电活动的源头。
下面我们来详细看看研究结果：
- 行为学结果：参与者在实验中感受到两个脉冲的比例为 49.21 ± 10.04%，且 STDT 存在显著个体差异（45.19 + 35.32ms，中位数 = 30.38ms，范围 = 131.66ms）。在 STDT 条件下，“感觉为一个” 和 “感觉为两个” 脉冲的试验中，反应时间没有显著差异（BF10 = 0.45）。这一结果表明，在体感时间辨别任务中，两种感知结果的任务需求和主观不确定性相似，与检测任务中 “击中” 和 “未击中” 的情况不同，为意识检测和时间辨别可能是不同过程提供了行为学证据。
- 事件相关电位（ERP）结果：对 ERP 数据进行统计分析发现，在 129 - 178ms 期间，额中央区域出现了一个显著的簇，在 FC2 附近达到峰值（146ms，PFWE = 0.033）。这一效应是对 FC2 及相邻电极上约 170ms 达到峰值的正成分（P170）的调制。进一步分析发现，该效应主要由低 STDT 组驱动，高 STDT 组虽单独未显示显著效应，但对整体效应有贡献。
- 源重建结果：基于 ERP 结果，在效应峰值时间窗口（146 ± 5ms）进行分布式源重建，发现该效应起源于对侧初级体感皮层（SI），MNI 坐标为 [18 - 38 72]（puncorr. < 0.001）。这表明感知内容的差异（“感觉为一个” 与 “感觉为两个”）在对侧 SI 中得到了体现。
综合上述研究结果，研究人员得出结论：体感时间辨别中的意识感知结果可以通过额中央 P170 成分的调制来体现。P170 在时空上与检测相关的 N140 以及感知后的 P300 是可分离的，这意味着它可能由一个独特的过程产生，且该过程很可能发生在对侧 SI。这一发现揭示了意识检测和时间辨别在神经机制上的差异，为我们理解意识体验的不同方面提供了新的视角。同时，研究还表明 P300 并非感知辨别的标记，而是更多地反映了任务相关性和感知后过程，进一步澄清了对 P300 功能的认识。
这项研究意义重大，它不仅为意识研究领域提供了新的理论依据，加深了我们对大脑如何处理体感时间信息的理解，还为未来相关领域的研究开辟了新的方向。后续研究可以基于此，进一步探究不同刺激条件和任务要求下，体感时间辨别中神经机制的变化，以及这些机制与其他认知过程之间的关系。
