高密度漫射光学断层扫描实现自然人电影中语义表征的编码与解码

《Communications Biology》：Visual semantic encoding and identification of naturalistic movies via high-density diffuse optical tomography

　　摘要：理解大脑如何在真实世界情境中表示语义信息，对于基础神经科学和临床应用至关重要。现有方法依赖于受限制的扫描环境或传统的功能性近红外光谱技术（fNIRS），后者仅限于稀疏采样或块设计范式。在此，我们证明高密度漫射光学断层扫描（HD-DOT）能够支持自然主义语义的编码与解码。我们从六名参与者中采集了3.5小时的自然人电影数据，所使用的刺激材料被标注了1708个类别。编码模型预测体素级响应，产生了与先前fMRI研究一致的单一语义类别图。DOT响应捕获了足够的语义内容，能够识别参与者观看的是哪些片段。共享的低维语义空间捕获了共同的语义结构，聚类分析揭示了可解释的高阶维度，如有生命体和社会性智能体等。这些发现表明，DOT能够从自然人电影中恢复分布式的、高维度的语义表征，为那些难以使用fMRI获取的人群和场景中的自然主义真实世界神经影像学研究开辟了新的方向。