2014年4月3日,《Journal of Neuroscience》杂志在线发表了中国科学院生物物理研究所脑与认知国家重点实验室脑成像团队罗欢研究员和周可研究员的最新合作研究成果:“Behavioral Oscillations in Attention: Rhythmic Alpha-pulses Mediated through Theta-Band”. 这是脑成像团队继听觉中时间组织的神经机制研究(Luo et al., Current Biology, 2013)后的又一时间组织领域的重要成果。
传统认为,即使脑神经活动在时间上是快速变化的,认知行为(各种认知任务指标,包括正确率、反映时等)反映的仍然一般都是一个较为缓慢的过程。本研究采用高时间分辨率方式来研究注意行为的动态时间组织过程,发现:(1)经典的空间注意行为表现在这个动态过程的低频段上;(2)空间注意行为包含大量动态振荡成分(包括10Hz alpha 频段等);(3)空间注意行为的很多动态特性都和以往电生理记录中的动态振荡特征一致(例如低频段和高频段的耦合等)。
本发现的意义在于:(1)表明传统认知行为测量的只是“冰山一角”,反映的只是慢的变化成分,而认知行为实际是包含大量动态特征可能直接反映神经活动;(2)提出了一种多物体表征的神经机制:两个空间位置是由~10Hz alpha 脉冲的振荡方式在时间上交替采样的,反映了一种基于时间组织(神经振荡)的空间组织(多空间位置同时表征)的神经机制。
图示:采用高时间分辨率方式研究注意行为动态过程,发现了注意行为中的10-20 Hz的振荡现象,提出了一种基于神经振荡的多空间位置表征的神经机
宋坤为本文第一作者,罗欢研究员、周可研究员为本文的共同通讯作者。本研究得到国家科技部973项目“认知的基本单元”和国家自然科学基金的资助。
文章连接:http://www.jneurosci.org/content/34/14/4837.full
听觉时间组织的神经机制文章(Current Biology, 2013)链接:
http://www.cell.com/current-biology/abstract/S0960-9822(13)00439-9
(供稿:脑成像团队)