《Cortex》：Integrative EEG/fMRI Evidence for a Multi-scale Network Underlying Self-Face and Personal-Object Recognition
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对自己面孔和所属物品的所有权感塑造了我们的视觉感知。尽管自我面孔识别的神经基础已被广泛研究，但对个人所有物识别的神经基础仍知之甚少。本研究的主要目的是探究自我面孔和个人物品识别过程中的大脑活动，特别关注所有权加工在多大程度上可以被描述为领域通用性和/或刺激特异
对自己面孔和所属物品的所有权感塑造了我们的视觉感知。尽管自我面孔识别的神经基础已被广泛研究，但对个人所有物识别的神经基础仍知之甚少。本研究的主要目的是探究自我面孔和个人物品识别过程中的大脑活动，特别关注所有权加工在多大程度上可以被描述为领域通用性和/或刺激特异性。研究人员首先回顾了相关文献，随后报告了两项实验的结果——一项采用脑电图（EEG），另一项采用功能磁共振成像（fMRI）——同一组30名参与者在两项实验中对面孔和物品图像进行“我的”或“他人的”分类。EEG结果显示，与所有权相关的视觉-中额叶活动体现在事件相关电位（视觉P1和N170，以及中额叶N150和持续中额负波SMN）、频率特异性源间相位一致性（θ频段）以及全脑时频功率动态（α、β和θ频段）。fMRI结果确定了右侧半球四个区域的与所有权相关的活动：颞下回、中额回、额下回和顶上小叶；每个区域都形成了独特的与所有权相关的子网络。这些发现支持了一个“混合模型”，在该模型中，刺激特异性的视觉通路（如面孔敏感区域）与编码自我相关性的领域通用性额叶活动相互作用。这一整合性证据阐明了支撑所有权感知的动态、多尺度网络是如何跨时间、频率和大脑空间构建的。
研究背景与科学问题
所有权是一种心理属性，指对属于自身身体部位、思想情感、姓名以及各种外部物质对象的拥有感。这种感受深刻影响视觉感知，使得与自我相关的感觉信息在知觉加工中享有特殊优先权，并能迅速捕获注意力。其中，自我面孔效应是视觉感知中最受关注的自我参照效应，大量研究揭示了其神经机制。然而，在日常生活中，区分“我的”与“他人的”物品的能力可能比识别自己的面孔更为基本——儿童发展出对物品的所有权感早于对自己面孔的认知，并且在生物进化历程中，个体很少有机会看到自己的面孔，而区分“我的”与“他人的”物品则早在祖先中就已至关重要。令人惊讶的是，现有文献存在显著的不对称性：自我面孔知觉的研究极为丰富，而关于物品所有权的神经基础研究却十分匮乏。
这种不对称性也带来了理论上的挑战。一个核心问题是：处理自我相关信息并负责自我识别的神经活动反映的是一个单一的领域通用性系统，还是一系列领域特异性系统？换言之，自我面孔和个人物品的识别是依赖于一个处理所有自我相关感觉信息的通用“自我网络”，还是由各自专门化的独立网络介导？例如，自我面孔涉及身体身份认同（“这是我”），而所有物涉及所有权关系（“这属于我”），两者可能涉及不同层次的抽象加工。基于现有证据，无法给出确切答案。因此，本研究旨在通过比较两类自我相关刺激——自我面孔与个人所有物——来描绘它们在功能解剖学和电生理动力学方面的共享与独特神经基础。
研究设计与核心发现
研究人员招募了30名大学生参与者，设计了一项视觉分类任务：参与者需将面孔和物品图像判断为“我的”或“他人的”。同一组参与者先后完成了脑电图（EEG）实验和功能磁共振成像（fMRI）实验。EEG实验揭示了与所有权相关的多种电生理特征：早期视觉诱发电位（P1和N170）和中额叶成分（N150和持续中额负波SMN）均表现出所有权效应；源水平的时频分析显示，θ频段的源间相位一致性（即功能性连接）增强，同时α、β和θ频段的脑区功率动态发生变化。fMRI实验则定位了右侧半球的四个关键脑区——颞下回（ITG）、中额回（MFG）、额下回（IFG）和顶上小叶（SPL）——这些区域在与所有权相关的加工中表现出特异性激活，并各自形成了不同的所有权相关子网络。综合两方面的证据，研究人员提出了一个“混合模型”：刺激特异性的视觉通路（如面孔敏感区域）与编码自我相关性的领域通用性额叶活动相互作用，共同构建了支撑所有权感知的动态多尺度网络。
关键技术方法
研究人员采用了两种互补的神经影像技术。EEG实验使用32导联Ag-AgCl电极帽记录头皮脑电信号，采样率1024 Hz，数据经过带通滤波（0.1-40 Hz）、ICA去伪迹等预处理后，进行事件相关电位（ERP）分析和源重建时频分析。源重建采用有限元法（FEM）构建个体真实头模型，结合eLORETA逆算法将传感器级活动投影至皮层源空间，并基于Brainnetome图谱将皮层划分为210个区域后合并为42个大尺度区域。时频分解采用Morlet小波变换（1-30 Hz，对数间隔60个频点），提取局部功率和源间相位一致性（ISPC）作为功能性连接指标。fMRI实验则在同一批参与者中进行，获取血氧水平依赖（BOLD）信号，用于定位所有权加工的特异性脑区。所有参与者均为来自波兰雅盖隆大学的30名学生（19女，11男，平均年龄22.8岁）。
研究结果
2. EEG实验：方法与结果
2.4.2 事件相关电位（ERP）分析
研究人员测量了视觉诱发的P1（130-160 ms，PO7/PO8）和N170（180-220 ms，PO7/PO8），以及中额叶的N150（128-168 ms/140-180 ms，FCz）和持续中额负波SMN（300-550 ms，FCz）。结果显示，P1成分在刺激类型×所有权交互作用中显著，表明早期视觉加工对不同刺激类型的自我相关性敏感。N170在面孔条件下对自我面孔的反应更强，但未观察到显著的刺激类型×所有权交互。中额叶N150和SMN均表现出显著的所有权主效应，且与刺激类型无交互，提示这些中额叶成分可能反映了领域通用的自我相关性编码。
2.4.3 EEG源重建与时频分析
ISPC（源间相位一致性）： 研究人员预先指定了中额叶种子区（上额回SFG）与三个视觉区（梭状回FG、内侧腹侧枕叶皮层MVOC、外侧枕叶皮层LOC）之间的连接进行分析。结果显示，在低θ频段（3-5 Hz，120-600 ms）和晚高θ频段（6-9 Hz，290-670 ms）中，所有权主效应显著，表现为“我的”条件相比“他人的”条件在这些前后部连接上表现出更强的θ频段相位同步。这种效应在面孔和物品条件下均存在，进一步支持了中额叶-视觉区θ同步作为领域通用性所有权加工标志的观点。
局部功率： 全脑42个大尺度区域的线性混合效应模型分析揭示了两类主要效应。第一，刺激类型主效应在多个后部区域显著，包括右顶上小叶、左后颞上沟、双侧扣带回、双侧顶下小叶、左侧楔前叶、左侧颞中回、左侧颞下回、左侧梭状回、右侧外侧枕叶皮层、双侧内侧腹侧枕叶皮层等，均在δ/低频θ频段（1.5-3.5 Hz，110-720 ms）表现出面孔相比物品更强的功率抑制。第二，所有权主效应仅在右侧额下回（IFG）达到显著性，表现为“我的”条件相比“他人的”条件在δ/低频θ频段功率增强。这一结果与fMRI发现的右侧IFG参与所有权加工高度吻合。
3. fMRI实验：方法与结果
fMRI实验采用与EEG相同的实验范式，但在扫描仪内进行。结果显示，与所有权相关的脑活动集中在右侧半球的四个区域：颞下回（ITG）、中额回（MFG）、额下回（IFG）和顶上小叶（SPL）。这些区域在面对“我的”与“他人的”刺激时表现出差异化的BOLD信号响应，并且每个区域都与大脑其他区域形成了特定的所有权相关子网络。值得注意的是，右侧IFG的激活模式与EEG功率分析中右侧IFG的δ/低频θ功率增强一致，体现了跨模态的一致性。
讨论与结论
本研究的核心发现支持了一个“混合模型”，即自我面孔和个人物品的视觉识别既共享领域通用性的神经机制，又保留了刺激特异性的加工路径。具体而言，早期的视觉加工（如P1、N170以及后部皮层的δ/低频θ功率抑制）表现出刺激类型依赖性，反映了视觉系统对不同类别刺激的专门化处理。相比之下，中额叶的N150和SMN成分，以及右侧额下回（IFG）的激活和θ频段前后部功能性连接，则在面孔和物品条件下均表现出所有权效应，表明这些区域编码了一种抽象的、不依赖于刺激类型的自我相关性表征。
研究人员得出结论：自我面孔与个人物品的识别并非完全由独立的领域特异性网络完成，也不是由一个统一的领域通用性系统单独处理。相反，它们依赖于一个动态的多尺度网络，其中刺激特异性的视觉通路（如梭状回面孔区）与领域通用性的额叶控制系统（尤其是右侧IFG和内侧前额叶区域）通过θ频段的相位同步进行交互。这种前后部连接的动态协调可能构成了自我意识中“我的”这一抽象属性的神经基础，为理解自我与所有物如何在大脑中交织提供了整合性的跨模态证据。
