第三视觉通路的神经心理学证据:社会感知的专属神经机制解析

【字体: 时间:2025年07月02日 来源:Nature Communications 14.7

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  Prabhakar团队在《Nature Communications》发表研究,通过108例局灶性脑损伤患者的神经心理学测试,首次证实大脑存在专门处理动态面部表情识别的第三视觉通路(STS通路),与传统的"what"(腹侧通路)和"where"(背侧通路)形成双重分离,为理解社会认知的神经基础提供了因果证据。

  

在探索人类如何理解他人行为这一根本问题上,神经科学领域长期受"双通路模型"主导——即腹侧"what"通路负责物体识别,背侧"where"通路负责空间定位。然而这一经典理论难以解释:为何我们能瞬间捕捉他人微妙的表情变化?为何一个皱眉或微笑能引发复杂的社交反应?这种社会感知的即时性与复杂性,暗示着大脑可能存在更专门化的处理机制。

约克大学David Pitcher团队在《Trends Cogn Sci》提出的"第三视觉通路"假说,为这一谜题提供了新思路。该假说认为,沿大脑外侧表面分布的颞上沟(Superior Temporal Sulcus, STS)可能构成专门处理动态社会信息的独立通路。2025年,Prabhakar等人在《Nature Communications》发表的研究,通过神经心理学与神经影像学的创新结合,为这一假说提供了迄今为止最有力的因果证据。

研究团队采用多学科交叉方法:首先建立108例局灶性脑损伤患者队列(含STS损伤组与腹侧通路损伤组),通过计算机化行为测试比较动态/静态表情识别能力;其次运用多变量病变-症状映射(Multivariate Lesion-Symptom Mapping)分析脑损伤定位;最后通过白质纤维追踪技术(Diffusion Tensor Imaging)解析通路特异性连接。这些方法在保证大样本统计效力的同时,精确控制了病变异质性带来的干扰。

解剖学分离的证据
研究显示STS损伤患者对动态表情识别显著受损(准确率下降37%),但静态表情识别接近正常;而腹侧通路损伤组则呈现完全相反的模式。这种双重分离现象强烈支持第三通路的独立存在。更关键的是,这种损伤特异性不能归因于一般运动处理障碍——当被试观看非生物运动刺激(如移动圆点)时,两组表现无差异。

通路连接的特异性
白质纤维分析揭示:STS相关损伤主要累及右脑中部纵束(Middle Longitudinal Fasciculus)和弓状束(Arcuate Fasciculus),这些纤维束连接听觉-视觉联合区;而腹侧通路损伤则影响下纵束(Inferior Longitudinal Fasciculus)和额枕下束(Inferior Fronto-Occipital Fasciculus),这些传统"what"通路的结构连接。这种解剖学分离完美对应功能差异。

层级处理模型的拓展
研究通过病变网络分析证实:STS并非孤立运作,而是构成从初级视觉皮层(V1)经运动敏感区(V5/MT)至前颞叶的层级网络。该网络对生物运动信息进行渐进式加工——从基础运动检测(V5/MT)到意图推断(STS前部),最终整合为可指导社交行为的认知表征。这种架构既保持通路特异性,又实现跨通路整合。

这项研究的意义远超单一通路的发现。在理论上,它重新定义了视觉系统的三分法架构,将社会感知提升至与物体识别、空间定位并列的基础认知维度。在临床上,为孤独症谱系障碍(特征性STS功能异常)等社交缺陷疾病提供了新的病理模型。方法论上,通过大样本病变-行为映射,复兴了神经心理学在认知神经科学中的核心地位——正如Cajal所言:"所有看似随意的自然构造,必有其功能"。

未来研究可沿三个方向深入:一是探究该通路在发育早期的形成机制(已有证据显示婴儿4个月即存在STS功能分化);二是解析其与镜像神经元系统的交互机制;三是开发基于通路特异性刺激的神经康复方案。正如研究者强调,这项成果不仅填补了"我们如何看人"的理论空白,更开辟了理解社会脑演化起源的新途径。

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