人类顶叶-额叶回路中动作视觉反馈的预测编码

执行视觉引导的动作需要将运动指令与运动中手部的视觉反馈相整合。然而，运动过程中运动系统与视觉系统如何相互作用，仍未得到量化。我们在24名人类参与者执行伸手抓取动作时，利用功能磁共振成像（fMRI）期间沉浸式虚拟现实中的实时运动追踪技术（MOTUM），对运动执行与手部视觉反馈进行了正交操纵。运动执行与手部视觉反馈在双侧顶叶—额叶网络中汇聚，该网络包括前部顶内沟（aIPS）、前部上顶叶小叶（aSPL）和运动前皮层。在左侧aIPS延伸至aSPL的区域，将运动与视觉反馈相结合所引发的反应呈次加性——其活动低于单独运动与单独视觉反馈反应之和——揭示出一类针对动作预期视觉后果进行调谐的神经回路。相反，小脑后部表现出超加性反应，这与内部模型更新相一致。动态因果建模显示，背侧顶叶—额叶通路（aSPL-PMd）中的信息流发生了动态逆转：当运动中的手可见时，有效连接表现为由顶叶皮层至额叶皮层的兴奋性作用；而当视觉反馈被移除时，则逆转为由额叶皮层至顶叶皮层。这些发现表明，人类顶叶—额叶网络以预测性方式整合动作与视觉反馈：当反馈符合内部预测时抑制神经活动，并根据视觉信息的可获得性动态重构信息流。

执行视觉引导的运动需要将运动指令与运动中手部的视觉反馈相整合。然而，运动过程中运动系统与视觉系统如何相互作用，至今尚未得到量化。我们在24名人类受试者执行伸手-抓握动作时，利用功能磁共振成像（fMRI）期间沉浸式虚拟现实中的实时运动追踪技术（MOTUM），正交操控运动执行和手部视觉反馈。运动执行与手部视觉反馈在双侧顶叶-额叶网络中 converged，该网络包括前部顶内沟（aIPS）、前部顶上小叶（aSPL）和运动前皮层。在左侧aIPS延伸至aSPL的区域，将运动与视觉反馈结合所引发的反应呈次加性——其活动低于单独运动与单独视觉反馈反应之和——揭示出一类能够根据动作的预期视觉后果进行调谐的神经回路。相反，后部小脑表现出超加性反应，这与内部模型更新相一致。动态因果建模显示，背侧顶叶-额叶通路（aSPL-PMd）中的信息流发生了动态逆转：当运动中的手可见时，有效连接表现为由顶叶皮层至额叶皮层的兴奋性作用；而当视觉反馈被移除时，则逆转为由额叶皮层至顶叶皮层。这些发现表明，人类顶叶-额叶网络以预测性方式整合动作与视觉反馈：当反馈符合内部预测时抑制神经活动，并根据视觉信息的可获得性动态重构信息流。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.25.754383v1?rss=1

🏷️ 预测编码 动作视觉反馈 顶叶-额叶回路 功能磁共振成像 动态因果建模