在注意力不集中的处理过程中，刺激前阿尔法波通过局部的、自下而上的非线性机制调节体感诱发电位

《Cortex》：Pre-stimulus alpha modulates somatosensory evoked potentials during inattentive processing through localized, bottom-up, non-linear mechanisms

　　

Sybren Van Hoornweder|Can ?zger|Ina M. Tarkka|Andrej M. Savi?

REVAL——比利时哈瑟尔特大学康复科学学院康复研究中心，位于迪彭贝克

摘要

α波段振荡（8–12 Hz）是大脑活动中普遍存在的现象，对各种领域的神经处理有着重要影响。这些振荡在皮质系统及不同脑状态中的功能作用至今仍存在争议。本研究探讨了在与任务无关的触觉刺激过程中，刺激前的体感α波如何影响体感处理。39名参与者在从事与听觉任务无关的活动时接受了电刺激手指，同时记录了高密度脑电图数据。根据刺激前的体感α波强度，将产生的体感诱发电位分为五组，并通过线性混合效应模型以及无阈值聚类增强时空分析方法对其进行分析。研究结果表明，体感诱发电位的幅度取决于刺激前的体感α波强度。所观察到的效应在空间上局限于对侧的后中央区及后顶叶电极，而在时间上则贯穿多个体感诱发电位成分。刺激前的α波强度与体感诱发电位成分之间存在非线性关系，其中N250成分呈现反U形关联，而P200则随刺激前的α波段强度呈线性增加，其他成分则表现出趋势性的非线性关联。这些发现表明，α波振荡以特定成分且部分为非线性的方式调节与任务无关的体感处理，说明自发的局部振荡状态有助于独立于任务导向的注意力来自动控制体感处理过程。

章节节选

引言

振荡性脑活动影响着感知、认知和运动控制。在参与这些过程的各类频率带中，α波（?波，约8-12 Hz）在皮质中尤为突出[1]。人们认为α波会以依赖于情境和状态的方式动态调节皮层的兴奋性，从而控制感觉输入的处理过程2, 3, 4。许多研究将α波视为一种抑制性的“门控”节奏，用于抑制无关输入。

研究对象

参与者来自FinnTwin16队列，这是一个针对芬兰双胞胎的群体研究项目，他们参与了FITFATTWIN项目[20]。参与者是通过在线问卷、电话及面对面访谈以及医学检查筛选出来的。排除标准包括高水平演奏乐器[21]、药物或酒精滥用以及患有慢性疾病。最终共有39名健康的右利手男性成年人参与研究，平均年龄为33.9 ± 1.3岁，年龄范围在32至36岁之间。

研究结果

图2展示了用于确定刺激前体感α波强度分组的电极（即E93电极[约CP4位置]）处的脑电图反应，以及相应的脑电图地形图。在所有分组中，脑电图都在刺激后约40毫秒处出现一个明显的正峰，随后是较强的P100波以及其他典型的体感诱发电位成分。

重要的是，E93传感器（左上角）处的脑电图反应受到了刺激前α波强度的系统性调节。下方的图表显示了脑电图活动的空间分布情况。

讨论

本研究表明，即使触觉输入并非注意力的主要焦点，体感α波的自发波动也会影响体感诱发电位。通过高密度脑电图及时空聚类分析，我们确定了这些效应发生在对侧的体感区域，并证明体感α波强度会以特定成分的方式调节体感诱发电位成分。

科学透明度声明

数据：支持这项研究的一些原始数据和处理后的数据可公开获取，而有些数据则受到限制：https://osf.io/vw937/overview

代码：支持这项研究的所有分析代码均可公开获取：https://osf.io/vw937/overview

材料：支持这项研究的所有研究材料均可公开获取：https://osf.io/vw937/overview

设计：本文说明了在所有研究中，作者们是如何确定样本量、数据排除标准、数据纳入标准以及……的。

致谢

本研究是在欧盟资助的HORIZON合作与支持项目TWINNIBS（101059369）下开展的，属于该项目的“训练营”——一个为早期研究人员设计的小组指导计划。SVH获得了FWO博士奖学金的财政支持（资助编号：1129925N）。AMS则得到了塞尔维亚共和国科技发展与创新部的财政支持，合同编号为：451-03-33/2026-03/200103。