观看抽象序列过程中跨物种血流动力学与前额叶皮层神经元活动的关联

由 root 提交于 周四, 10/29/2026 - 18:47
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识别和预测抽象的序列模式的能力使多种复杂认知与行为成为可能,但介导这一能力的机制仍知之甚少。已有研究表明,外侧前额叶皮层(LPFC)参与人类和猕猴对抽象序列的追踪,但其背后的过程是否跨物种共享尚不清楚。此外,现有大多数证据依赖血流动力学反应,而血流动力学反应与某一区域神经元活动之间的关系可能存在差异。为弥合这些不足,我们结合了人类功能性磁共振成像(fMRI)、猕猴fMRI和猕猴电生理学方法。我们发现,在观看抽象序列期间,人类和非人灵长类动物的LPFC表现出功能同源的血流动力学激活;同时,猕猴fMRI靶向区域内的神经元反应并行地包含有关感觉变量和抽象变量的信息。然而,神经元活动并不直接映射血流动力学反应,且抽象序列反应既存在于fMRI峰值附近,也存在于远离fMRI峰值的位置。相比之下,放电活动的独特动态仅选择性地出现在fMRI峰值附近,这表明神经元之间的时间协调可能会影响前额叶皮层中的血流动力学活动。总体而言,这些实验建立了人类脑活动、猕猴fMRI与单神经元反应之间的联系,为理解介导抽象序列检测的神经过程提供了窗口。

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识别和预测抽象序列模式的能力支撑着广泛的复杂认知与行为,但介导这一能力的机制仍知之甚少。已有研究表明,外侧前额叶皮层(lateral prefrontal cortex,LPFC)参与人类和猕猴对抽象序列的追踪,但其潜在过程是否跨物种共享尚不明确。此外,现有大多数证据依赖血流动力学反应,而血流动力学反应与某一区域神经元活动之间的关系可能存在差异。为弥合这些空白,我们结合采用了人类功能性磁共振成像(fMRI)、猴类功能性磁共振成像以及猴类电生理学方法。我们发现,在观看抽象序列期间,人类与非人类灵长类动物的 LPFC 均表现出功能同源的血流动力学激活;同时,猕猴 fMRI 靶向区域内的神经元反应并行包含有关感觉变量和抽象变量的信息。然而,神经元活动并不直接对应于血流动力学反应,且抽象序列反应既存在于 fMRI 峰值附近,也存在于远离 fMRI 峰值的区域。相比之下,放电活动的独特动态仅选择性地存在于 fMRI 峰值附近,这表明神经元之间的时间协调可能会影响前额叶皮层中的血流动力学活动。总体而言,这些实验建立了人类脑活动、猕猴 fMRI 与单神经元反应之间的联系,为理解介导抽象序列检测的神经过程提供了窗口。

利益冲突声明

作者声明不存在利益冲突。

已声明的资助者信息

国家

美国国立卫生研究院(Institutes of Health),

https://ror.org/01cwqze88

,F32MH127878

,R21MH125010

,R01MH131615

,S10OD025181

,R25GM083270

,P20GM103645

美国国家科学基金会(National Science Foundation)

,1632738

,BCS-2143656

版权

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该预印本依据

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关键词:抽象序列加工 · 前额叶皮层 · 跨物种神经机制 · 功能磁共振成像 · 单神经元电生理 · 神经血流动力学

原文链接:https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.10.23.761183v1?rss=1