感觉表征的强度依赖性拓扑扩展

root 提交于 周三, 06/10/2026 - 20:47
神经影像学研究通常假设,感觉属性是通过固定神经群体内的反应幅度来编码的。然而,尽管越来越多的证据表明激活拓扑的空间范围具有行为学相关性,这种方法并不能捕捉其变化。刺激强度为检验激活拓扑作为一种编码特征的作用提供了一个有力的测试案例,因为它是跨感觉模态共享的一种基本且可参数化变化的属性。我们采用基于贝叶斯因子的分析方法,并利用4个功能性磁共振成像数据集(3个大规模数据集[总N = 609]和1个高精度数据集[>2300次试次]),检验了更高强度的刺激是否与激活拓扑的扩展相关。参与者接受了不同强度的躯体感觉(热、激光、触觉)、听觉和视觉刺激。与低强度相比,高强度痛性刺激在包括初级躯体感觉皮层、后中扣带皮层、初级视觉皮层以及小脑V和VI小叶在内的区域中,稳定地产生了拓扑扩展。这一结果在两个独立的大规模数据集中得到了重复验证,并且在高精度数据集中也在个体参与者内部得到了复现。触觉、听觉和视觉刺激中也观察到了这种扩展,而且其范围与心理物理可辨别性相关。拓扑扩展既包括已激活区域的扩大,也包括新区域的招募。这些发现确立了拓扑扩展作为强度编码的一种可重复特征,并对神经拓扑固定不变这一主流假设提出了挑战。

神经影像学研究通常假定,感觉属性是通过固定神经群体内的反应幅度来编码的。然而,尽管越来越多的证据表明激活拓扑分布的空间范围变化具有行为相关性,这一方法并不能捕捉此类变化。刺激强度为检验激活拓扑分布作为一种编码特征的作用提供了一个有力案例,因为它是跨感觉模态共享的、可参数化变化的基本属性。我们采用基于贝叶斯因子的分析方法,并结合四个功能性磁共振成像数据集(三个大规模数据集[总 N = 609]和一个精密数据集[>2300 次试验]),检验了更高强度刺激是否与激活拓扑分布的扩展相关。参与者在躯体感觉(热、激光、触觉)、听觉和视觉模态中接受了不同强度的感觉刺激。与低强度相比,高强度疼痛刺激稳定地在包括初级躯体感觉皮层、后部中扣带皮层、初级视觉皮层以及小脑 V 和 VI 小叶在内的脑区引发了拓扑扩展。这一结果在两个独立的大规模数据集中得到了重复验证,并且也在精密数据集中的个体参与者内部得到复现。在触觉、听觉和视觉刺激中也观察到了这种扩展,其范围与心理物理可辨别性相关。拓扑扩展既包括已激活区域的扩大,也包括新区域的招募。这些发现确立了拓扑扩展作为强度编码一种可重复特征的地位,并对当前关于神经拓扑固定不变的主流假设提出了挑战。


📄 原文链接:https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.05.730458v1?rss=1

🏷️ 感觉强度编码 拓扑扩展 功能性磁共振成像 多感觉模态 皮层表征