OPM-MEG揭示视觉相位-振幅耦合从幼儿期到成年期的延迟成熟

跨频耦合描述了以不同频段运行的神经群体之间的相互作用，并被认为是脑活动在多个时间尺度和空间尺度上实现协调的基础。相位-振幅耦合（phase-amplitude coupling，PAC）描述了低频振荡的相位对高频振荡振幅的调制。成人脑磁图（MEG）研究表明，α-γ频段PAC可能支持视觉知觉。然而，目前针对儿童视觉PAC的研究非常有限，对于这一过程在儿童期至成年期之间的发展也知之甚少。本研究考察了101名受试者的PAC发展情况，其中包括50名儿童（2—13岁）和51名成人（21—34岁）。参与者完成了被动视觉刺激范式，同时使用可穿戴式全头部光泵磁力计脑磁图（OPM-MEG）系统记录神经反应。我们将传感器水平数据进行空间定位至视觉皮层，并量化了每名受试者低频振荡（5—13 Hz）的相位与宽带γ振荡（28—100 Hz）振幅之间的耦合。在成人数据中，我们识别出一组相位-振幅频率组合（相位：7—11 Hz；振幅：52—66 Hz），其中有强有力的证据表明，相较于基线，刺激呈现后PAC显著增强。在该频率组合范围内，刺激诱发的PAC强度在所有参与者中均与年龄呈正相关。与此同时，在儿童组的任何频率组合中，我们均未观察到视觉PAC的可信证据。这些结果表明，除频段特异性的振荡功率和连接性所呈现的已有充分记录的发展变化外，视觉PAC还代表一种独立的功能过程，并且会随年龄增长逐渐成熟。

跨频耦合描述了在不同频段运行的神经元集群之间的相互作用，并被认为是实现脑活动在多个时间尺度和空间尺度上协调的基础。相位—振幅耦合（phase-amplitude coupling，PAC）描述了低频振荡的相位对高频振荡振幅的调制作用。成人脑磁图（MEG）研究表明，α–γ频段的PAC可能支持视觉知觉。然而，目前很少有研究考察儿童的视觉PAC，或这一过程在儿童期至成年期之间的发展变化。在本研究中，我们考察了由101名个体组成的样本中的PAC发展情况，其中包括50名儿童（2—13岁）和51名成人（21—34岁）。参与者完成了被动视觉刺激范式，同时使用可穿戴式全头部光泵磁力计脑磁图（OPM-MEG）系统记录神经反应。我们将传感器层面的数据进行空间定位，以解析视觉皮层活动，并量化每位参与者低频振荡（5—13 Hz）的相位与宽带γ振荡（28—100 Hz）振幅之间的耦合。

在成人数据中，我们识别出一组相位—振幅频率配对簇（相位：7—11 Hz；振幅：52—66 Hz），在该频率范围内，有强有力的证据表明，与基线相比，刺激呈现后PAC显著增强。在这一频率配对簇内，所有参与者中刺激诱发的PAC强度均与年龄呈正相关。与此同时，在儿童组的任何频率配对中，我们均未发现具有可信度的视觉PAC证据。这些结果表明，除已有充分记录的特定频段振荡功率和连接性的发育变化之外，视觉PAC还代表一种独立的功能过程，并且会随年龄增长逐渐成熟。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.08.749145v1?rss=1

🏷️ 视觉相位-振幅耦合 脑磁图 神经发育 视觉皮层 跨频耦合