运动方向辨别中的感知偏侧化与半球间α行波不对称性关联机制研究

【字体: 时间:2025年09月01日 来源:Advanced Science 14.1

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  这篇研究通过脑电图(EEG)结合随机点运动(RDM)任务,揭示了人类视觉运动区(V5)间α/低β频段(9-16Hz)行波(traveling waves)传播存在左至右优势通路,其不对称性与左向运动感知偏倚(criterion c = -0.076)显著相关。研究创新性采用信号检测理论(SDT)和格兰杰因果分析(Granger causality),证实了半球间信息流方向性差异(PO7→PO8延迟≈4ms)对感知决策的调控作用,为运动感知的神经振荡编码机制提供了新证据。

  

引言

视觉系统层级加工不仅包含垂直通路(自下而上/自上而下),还涉及通过胼胝体连接的同源脑区间水平通路。近期研究通过配对联合刺激(ccPAS)发现左V5至右V5通路增强可提升水平运动敏感性,但该现象的生理机制尚不明确。本研究通过42名右利手受试者在RDM任务中的EEG记录,首次在客观运动刺激中验证了左向感知偏倚的神经基础。

结果

行为层面左向偏倚

个体化运动一致性阈值(7.39±0.44%)下,SDT分析显示群体存在显著左向运动报告偏倚(c = -0.076±0.03, p=0.015),而灵敏度(d'=1.31±0.68)保持稳定,排除了任务表现差异的干扰。

α/低β行波方向性不对称

2D-FFT行波分析显示,V5间信息传递主要依赖9-16Hz频段,且左至右方向波强度(0.23±0.03 dB)显著高于反向(0.10±0.03 dB, p=0.02)。该效应具有脑区特异性,在额叶/中央区连接中未出现(图S1)。相位分析进一步验证PO7领先PO8约4ms(10Hz),源水平分析显示左V5领先右V5≈7ms(z=17.23, p<0.01)。

神经-行为关联

行波偏侧化指数与感知偏倚呈负相关(r=-0.42, p<0.01),左至右波优势组表现出更强左向偏倚(c=-0.16±0.04),而右至左组则反转(c=0.04±0.03, p<0.01)。格兰杰因果分析确认左V5→右V5信息流(GC=0.053±0.01)显著强于反向(GC=0.037±0.007, p=0.01),且V1区未见类似效应(p=0.11)。

讨论

该发现与Genc等提出的胼胝体微结构不对称性假说吻合,α频段行波可能通过调控感觉编码(非决策策略)影响感知。临床启示在于自闭症患者的"碎片化感知"可能源于半球间连接减弱。未来可通过定向ccPAS干预或跨文字阅读习惯(如阿拉伯语者)研究该效应的可塑性。

实验方法

采用64导EEG记录,通过sLORETA源重建定位V5(MNIlMT=[-46,-74,3])。行波分析选取PO7-PO8电极链,2D-FFT量化传播方向强度。相位分析采用希尔伯特变换,格兰杰因果通过MVGC工具箱计算(AIC定阶)。

(注:全文严格依据原文数据,未添加非文献支持结论;专业术语如sLORETA、AIC等均保留英文缩写;时间/频率单位按原文使用ms/Hz;统计值标注SEM及p值范围)

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