人类额叶皮层中介于感觉驱动与工作记忆之间的功能梯度

感觉加工与工作记忆（working memory，WM）的协调是认知的基础。人们已知，感觉加工与工作记忆的空间组织广泛分布于整个皮层，但这些功能交界处的精细尺度组织仍缺乏充分研究。尽管将皮层清晰划分为彼此 distinct 的功能模块这一观念在该领域占据主导地位，但越来越多的研究支持某些皮层区域在功能和解剖结构上呈现渐变式变化。基于这一点以及额叶皮层渐变式组织结构可能具有的潜在优势，我们 hypothesize，额叶皮层中的感觉—工作记忆界面呈渐变式，而非边界式。我们考察了参与视觉/听觉工作记忆任务的20个双侧皮层区域。在额叶皮层的5个区域中，群体水平的工作记忆激活与感觉驱动存在重叠，但在空间位置上发生了偏移。我们比较了个体水平（N=20）功能变化的边界模型与渐变模型。在两种感觉模态下，辅助运动区前部、腹侧前运动皮层和前岛叶均观察到感觉—工作记忆渐变的强个体水平证据；对于视觉工作记忆，背侧前运动皮层也呈现了这种证据。相较之下，背外侧前额叶皮层的结果较为混合：左半球更支持彼此 distinct 的工作记忆区域与感觉区域，而右半球则显示出一定的渐变证据。这些结果表明，额叶皮层中的感觉区域与工作记忆区域在其界面处通常并非由清晰边界分隔的 distinct 区域，而是相互渗入，形成局部的头侧—尾侧感觉—工作记忆渐变。我们推测，这些渐变可能有助于感觉表征与工作记忆表征之间的高效衔接，和/或实现自下而上的感觉影响与自上而下的影响之间细粒度、依赖任务的转换。

感觉加工与工作记忆（working memory，WM）的协调是认知的基础。众所周知，感觉加工和工作记忆的空间组织广泛分布于整个大脑皮层，但这些功能交界处的精细尺度组织仍缺乏深入研究。尽管将大脑皮层明确划分为彼此独立的功能模块这一观点在该领域占据主导地位，但越来越多的研究支持某些皮层区域在功能和解剖结构上呈现渐变性变化。基于这一点，以及额叶皮层采用梯度式组织结构可能具有的潜在优势，我们提出假设：额叶皮层中的感觉—工作记忆界面呈梯度式，而非边界式组织。我们考察了参与视觉/听觉工作记忆任务的20个双侧皮层区域。在5个额叶皮层区域中，群体水平的工作记忆激活与感觉驱动存在重叠，但在空间位置上发生了偏移。我们比较了功能变化的被试水平（N=20）边界模型与梯度模型。在两种感觉模态下，辅助运动区前部、腹侧前运动皮层和前岛叶均观察到感觉—工作记忆梯度的强个体水平证据；对于视觉工作记忆，在背侧前运动皮层中也观察到类似证据。相较之下，背外侧前额叶皮层的结果较为混合：左半球更支持工作记忆区域与感觉区域彼此分离，而右半球则显示出一定的梯度组织证据。这些结果表明，额叶皮层中的感觉区域与工作记忆区域在其界面处大多并非由清晰边界彼此分隔，而是相互渗入，形成局部的头侧—尾侧感觉—工作记忆梯度。我们推测，这些梯度可能有助于感觉表征与工作记忆表征之间的高效衔接，和/或实现自下而上的感觉影响与自上而下影响之间细粒度、依赖任务的动态转换。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.25.747005v1?rss=1

🏷️ 额叶皮层 工作记忆 感觉加工 功能梯度 皮层功能组织