大腦後頂葉皮層內的空間編碼和多感覺整合

《大腦後頂葉皮層內的空間編碼和多感覺整合》是依託浙江大學，由陳曉冬擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：大腦後頂葉皮層內的空間編碼和多感覺整合
• 依託單位：浙江大學
• 項目負責人：陳曉冬
• 項目類別：面上項目

項目摘要

我們自身的運動或者與環境的互動活動，都需要大腦實時地更新身體各部位和周圍環境在空間中的狀態信息，身體的各種感受器將這些信息傳入大腦並整合起來，參與到運動的制定並控制身體各部位的運動。大腦中的後頂葉皮層（posterior parietal cortex，PPC）被認為在這個過程中發揮著非常關鍵的作用，PPC接收多個感覺系統的輸入信號(視覺，前庭，聽覺，軀體感覺等等)，這些信號在PPC內不同的區域，被編碼在不同的空間坐標系中。在這個項目中，我們將系統地研究PPC內各腦區的空間編碼，然後進一步研究這些被編碼在不同坐標系中的感覺信號是通過什麼樣的機制被整合起來的。這種整合機制也許可以被套用到智慧型機器人的製造上，從而對科技、經濟和軍事等方面產生深遠的影響。

結題摘要

我們自身的運動或者與環境的互動活動，都需要大腦實時地更新身體各部位和周圍環境在空間中的狀態信息，身體的各種感受器將這些信息傳入大腦並整合起來，參與到運動的制定並控制身體各部位的運動。大腦中的後頂葉皮層（posterior parietal cortex，PPC）被認為在這個過程中發揮著非常關鍵的作用，PPC接收多個感覺系統的輸入信號(視覺，前庭，聽覺，軀體感覺等等)，這些信號在PPC內不同的區域，被編碼在不同的空間坐標系中。在本項目中，我們系統地研究了視覺/前庭信號在PPC內的空間編碼，並進一步分析了這些被編碼在不同坐標系中的感覺信號是通過什麼樣的機制被整合起來，並最終形成我們的運動感知。我們的研究發現PPC腦區神經元對前庭信號的編碼具有動態性和靈活性的特點，並且可以根據任務要求進行調整。PPC神經元對前庭信號的編碼主要是以身體為參考坐標系（body-centered）的，但是這種編碼可能會受到選擇性注意或者高級皮層的調控而發生動態改變。在此之前，我們對大腦內的身體坐標系還沒有一個統一清楚的認識，本項研究通過系統徹底的研究，給出了清晰的結論：在PPC存在以身體為參考坐標來編碼我們運動的神經元，而且這種編碼可能受到選擇性注意的調控。本項研究的結論為後續研究提供了堅實的基礎，對於研究人和環境之間互動的神經機制提供了新的線索。在套用層面上，該成果未來有望被用於人工智慧、腦機接口、相關腦部神經疾病的診療等領域，為工業和醫學提供理論上的依據。