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复杂推理依赖于额叶、顶叶和丘脑系统之间的灵活协调，但支持关系需求递增的环路机制仍不清楚。我们结合脑电图（EEG）与具有生物学基础的皮质-丘脑神经场模型，考察参与者在解决不同复杂度等级的关系问题时的神经活动。成功的推理与可分离的额顶叶动态相关。额叶区域表现出θ频段功率增加，而顶叶区域表现出α和β频段功率降低。额顶网络节点之间θ频段的相位同步随问题复杂度增加而增强，但与行为表现无关。相比之下，当任务需求接近最高复杂度时，同一网络中更强的β频段同步与更慢且更不准确的反应相关，这表明更强的协调并不总是有益的。神经场建模表明，这些区域性频谱动态反映了特定的、依赖于复杂度的环路适应。顶叶区域表现出皮质内和皮质-丘脑增益、丘脑内抑制、延长的环路延迟以及更快的突触滤波的调节，而额叶区域则主要通过调节皮质内增益来维持局部兴奋-抑制平衡，并支持更长的时间整合窗口。总体而言，这些经验性发现和模型推导结果揭示了用于关系推理的互补性额顶叶与皮质-丘脑机制。
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摘要
复杂推理依赖于额叶、顶叶和丘脑系统之间的灵活协调，但支持关系需求不断增加的回路机制仍不清楚。我们在参与者求解不同复杂度等级的关系问题时，将 EEG 与具有生物学基础的皮层-丘脑神经场建模相结合。成功的推理与可分离的额顶叶动态有关。额叶区域显示 θ 频段功率增加，而顶叶区域显示 α 和 β 频段功率降低。随着问题复杂度增加，额顶叶网络节点之间 θ 频段相位同步增强，但这与表现无关。相比之下，当任务需求接近最高复杂度时，同一网络中更强的 β 频段同步与更慢且更不准确的反应相关，这表明更强的协调并非始终有益。神经场建模表明，这些区域性频谱动态反映了特定的、依赖复杂度的回路适应。顶叶区域表现出皮层内和皮层-丘脑增益、丘脑内抑制、延长的环路延迟以及更快的突触滤波的调节，而额叶区域则主要通过调整皮层内增益来维持局部兴奋-抑制平衡，并支持更长的时间整合窗口。总体而言，这些经验性发现和模型推导结果揭示了关系推理中相互补充的额顶叶和皮层-丘脑机制。
利益冲突声明
C.N.R.、L.J.H. 和 L.C. 参与了一个非营利性临床神经调控中心（昆士兰神经刺激中心，QNC），该中心提供神经影像引导的神经治疗。该中心未参与持有人为作者/资助方，其已授予 bioRxiv 永久展示该预印本的许可。 保留所有权利。未经许可不得再使用。
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发表于 2026 年 7 月 3 日。
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关系推理中额顶叶与皮层-丘脑的互补贡献
Conor N Robinson Luke J Hearne Kartik K Iyer Takuya Ito James A Roberts Luca Cocchi
bioRxiv 2026.07.03.736406； doi： https://doi.org/10.64898/2026.07.03.736406
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关系推理中额顶叶与皮层-丘脑的互补贡献
Conor N Robinson Luke J Hearne Kartik K Iyer Takuya Ito James A Roberts Luca Cocchi
bioRxiv 2026.07.03.736406； doi： https://doi.org/10.64898/2026.07.03.736406
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.03.736406v1?rss=1
🏷️ 关系推理 额顶叶网络 皮层-丘脑通路 脑电图 神经场模型 振荡同步