人类听觉皮层中深层与浅层皮质在音调预测、比较及适应中的不同作用

《Nature Communications》：Distinct Roles of Deep and Superficial Cortical Layers in Tone Prediction, Comparison, and Adaptation in Human Auditory Cortices

　　

摘要

听觉感知依赖于先前的感觉来形成预期，并适应重复的输入。然而，这些过程如何与不同皮层深度下的频率特异性偏好相互作用，目前尚不清楚。我们使用7T的超高场功能性磁共振成像技术，让受试者聆听具有不同重复结构和可预测性的随机音调序列。我们对刺激偏好、重复抑制和预期相关的体素级反应进行了建模，并将它们各自的独特方差和共同方差分到了三个深度层次中（颗粒下层、颗粒层、颗粒上层）。在深层中，与预期相关的信号解释了大部分独特方差，这与内部模型表征一致。而在表层，由刺激偏好和预期共同解释的方差最为显著，这符合自上而下的预测与内容的具体对应关系（预测误差信号传导）。最后，重复抑制在各个深度层次中都起到了均匀解释方差的作用。总体而言，这些数据表明，深层包含与内容相关的预测模型，表层则负责记录预测与输入的对应关系，而重复抑制则提供了一种与深度无关的局部增益控制机制，用以补充预测处理功能。