《Frontiers in Integrative Neuroscience》：Interception of visible and occluded ballistic trajectories: differential contributions by areas MT/V5, V6, V6A and the vestibular premotor cortex evaluated by TMS
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引言：多个皮层区域已被证实参与截获动作（interceptive actions）的控制，例如MT/V5区、后顶叶区域、颞顶联合区（TPJ）中参与重力内部表征的前庭区域，以及前运动区。本研究基于其连接性和已知功能特性，评估了视觉区域V6和V6A以及额下回中与前
引言：多个皮层区域已被证实参与截获动作（interceptive actions）的控制，例如MT/V5区、后顶叶区域、颞顶联合区（TPJ）中参与重力内部表征的前庭区域，以及前运动区。本研究基于其连接性和已知功能特性，评估了视觉区域V6和V6A以及额下回中与前庭网络相关的另一个前运动区域（IFG）的潜在贡献，并将其与MT/V5的贡献进行了比较。方法：研究人员在截获与自然重力一致（1g）或受恒定速度剖面扰动（0g）的弹道轨迹过程中施加三脉冲经颅磁刺激（tpTMS）。轨迹在落地前完全可见或被遮挡。tpTMS在轨迹扰动或遮挡后立即施加于每个皮层位点。结果：MT/V5的tpTMS在可见和遮挡轨迹条件下均产生截获表现的显著变化——在视觉信息持续可用时调节中枢处理延迟，在遮挡运动中促进视觉外推。V6刺激仅在可见轨迹下通过调节MT/V5下游的中枢处理延迟产生显著效应。IFG在基于视觉信息和内化重力信息的预测信号整合方面，对截获动作的空间和时间方面表现出不同的贡献。V6A刺激似乎无效。结论：总之，这些皮层区域之间显现的功能分离支持参与抛射物运动截获的皮层网络具有复杂的平行分布式组织。
研究背景
截获运动物体是人类日常行为的基本能力，从接住飞行中的球到在导航中避免碰撞，都需要将物体运动的视觉信息转化为精确而及时的运动指令。由于截获动作受严格的时间约束，传入的感觉信息需与对截获事件的预测性时空估计相结合，以克服感觉运动转换固有的延迟；当目标轨迹的视觉信息不完整或被遮挡时，对预测机制的依赖进一步增强。这些预测估计依据多维信息，包括近期感觉输入的短期记忆、分类线索以及源自先前经验的对象动力学内部模型。
从神经生理学角度看，背侧视觉通路中的颞中叶视觉运动区（MT/V5）在视觉运动加工中发挥关键作用，TMS研究已证实其与截获反应时机的因果关系；其下游的V6区以视网膜拓扑坐标表征大范围视觉运动，相邻的视觉运动区V6A整合视觉、躯体感觉和运动信号，两者均与目标导向动作的在线引导相关。一项功能连接研究发现V6A在遮挡抛物线轨迹的时空预测任务中连接增强，提示其可能参与截获控制，但V6和V6A对截获动作控制的具体贡献仍缺乏直接实验证据。关于重力内部表征，神经影像学证据表明，内化的重力信息在前庭网络中加工和存储——该网络包括颞顶联合区（TPJ）等环绕外侧裂的多模态皮层区域。针对TPJ的TMS研究揭示了其与重力一致物体运动截获反应时机的因果联系。前庭网络还延伸至前运动区，其中包括额下回（IFG）的一个前庭前运动区域（含Brodmann 44区），该区域被发现优先响应与重力一致的视觉运动，但缺乏其参与截获动作控制的具体证据。
研究人员开展了什么研究
为填补上述空白，研究人员在参与者截获沿弹道轨迹飞行的视觉目标时，对MT/V5、V6、V6A和IFG施加三脉冲经颅磁刺激（tpTMS），将轨迹操纵为与自然重力一致（1g）或恒定速度扰动（0g），并在完整可见和落地前遮挡两种条件下进行实验，以评估各皮层位点在视觉运动转换和视觉外推中的因果作用。这是首次评估V6、V6A和IFG与截获动作控制因果关系的尝试。研究发现MT/V5、V6和IFG在不同条件下对截获的时间与空间控制有差异性贡献，而V6A刺激未见显著效应，支持平行分布式皮层网络组织。论文发表在《Frontiers in Integrative Neuroscience》。
关键技术方法
研究招募13名健康受试者（7女6男，平均年龄30.8±4.9岁），分两个实验系列进行：实验1刺激MT/V5和V6，实验2刺激V6A和IFG，均以Vertex为对照位点。刺激位点依据个体MRI和先前fMRI研究的MNI坐标通过神经导航定位。实验采用三脉冲经颅磁刺激（tpTMS；三脉冲、10 Hz、70%最大输出），在轨迹扰动或遮挡后100毫秒或600毫秒施加。受试者操作鼠标移动外野手并在适当时刻按键截获下落球体。通过广义线性混合模型（GLMM）分析时间误差（TE）和位置误差（PE）的变化量，比较目标位点与Vertex的刺激效应。
研究结果
可见会话：GLMM分析显示，在轨迹完全可见时，MT/V5和V6的tpTMS比Vertex刺激产生显著更早的截获反应，且MT/V5效应出现在tpTMS100，V6效应仅出现在tpTMS600，提示V6为MT/V5下游的处理阶段。时间精确性方面未发现特异性位点效应。空间准确性方面，目标位点效应未通过严格的Bonferroni校正，但经LSD校正后，MT/V5和V6的tpTMS600导致对0g轨迹落地位置的低估，IFG的tpTMS600导致对1g轨迹的高估。
遮挡会话：当轨迹在落地前被遮挡时，MT/V5和IFG刺激与Vertex相比显著延迟
