咸味感知过程中脑网络的频率特异性动态特征：基于脑电图的功能连接与有效连接分析

《Cognitive Neurodynamics》：Frequency-specific dynamic characteristics of brain networks during salt taste perception: an EEG-based functional and effective connectivity analysis

　　

摘要

盐味是五种基本味觉模态之一，然而其在功能连接和方向性信息流水平上的中枢处理机制仍未得到充分理解。在本研究中，头皮脑电极被功能划分为四个功能子网络：味觉感知子网络、情感关联子网络、认知评估子网络和多感觉整合子网络。在饮水基线和五种氯化钠浓度条件下，采集了 20 名健康参与者的脑电数据。分别在 δ 到 γ 频段采用相位锁定值（PLV）、图论分析和偏定向相干（PDC）来检查盐引起的相位同步、网络整合和方向性信息流。结果显示，盐刺激显著增强了全脑和子网络间的相位同步（p?<?0.05，FDR 校正），其中低浓度下的 PLV 反应最强（平均 PLV?=?0.550），表明微弱的盐输入可以触发稳健的跨网络整合。拓扑分析揭示了对低浓度占主导地位的非线性网络重组，而非线性浓度依赖性增加。PDC 分析显示，低强度咸味刺激增强了 β 频段从味觉感知子网络到多感觉整合子网络的有效连接。方向不对称性分析进一步揭示了味觉感知子网络相对一致的向外信息流偏向，以及其他子网络之间依赖于条件和频率的方向性相互作用。这些发现从相位同步、拓扑重组和方向性信息相互作用的角度表征了盐味感知的频率特异性脑电网络动力学，并为盐味信号的中枢处理提供了新证据。