《感覺-運動信息整合在獼猴大腦皮層神經生理機制的研究》是依託華東師範大學，由王立平擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：感覺-運動信息整合在獼猴大腦皮層神經生理機制的研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：王立平
- 依託單位：華東師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
在感知-行為的皮層動力學中，來自於環境的感覺信息傳入初級感覺皮層，經過多腦區環路整合的信息通過下行通路至初級運動皮層，引起運動行為。感覺-運動整合能力的受干擾和缺失，將會極大的影響到人類的動作行為和語言。因此理解感覺-運動的整合的大腦神經機理具有重要的作用。我們前期的研究工作已經發現包括前額葉(PFC)和初級觸覺皮層(S1)參與到了該過程中，但是初級運動皮層(M1)是以何種形式參與，以及三個不同的腦區是如何共同工作完成感覺-運動整合的過程，對於這些我們並不清楚。本項目中，我們將訓練靈長類動物獼猴學習觸覺工作記憶任務，利用單細胞記錄的方式，集中在M1皮層記錄單細胞放電，並在PFC、S1和M1皮層同時記錄局部場電位等生理信號，通過群體神經元、場電位和神經建模的方式，重點研究S1-M1 和S1-PFC-M1神經環路在觸覺感覺-運動整合認知過程中的神經機理。
結題摘要
在感知-行為的皮層動力學中，來自於環境的感覺信息傳入初級感覺皮層，經過多腦區環路整合的信息通過下行通路至初級運動皮層，引起運動行為。感覺-運動整合能力的受干擾和缺失，將會極大的影響到人類的動作行為和語言。因此理解感覺-運動的整合的大腦神經機理具有重要的作用。初級運動皮層（M1）中的神經元對內在固有及外在的動作參數進行編碼，並在感覺-運動轉換和相關動作執行中扮演著重要的作用。然而，我們對於M1在觸覺工作記憶及觸覺指導的運動規划過程之中的神經機制依然知之甚少。在本基金的資助下，我們重新搭建了一套自主研發的觸覺工作記憶行為學系統。利用該系統，我們訓練獼猴學會了觸覺的延時匹配工作記憶任務，其中動物需要觸摸兩根具有不同表面紋理的圓棒，並做出正確的拉桿動作以得到獎勵。我們首先同步記錄了M1中的單細胞活動，發現一部分神經元顯示出了對水平和豎直條紋棒的差異化放電活動，這種差異在刺激的樣例及決策階段均有出現。其次，在決策階段，除了發現一部分細胞會表現出對手運動方向特異性偏好活動，我們還發現了一群在準備階段和伸手階段顯現出對觸覺特徵有偏好的神經元。這種差異化的活動與動物正確的行為學決策高度相關，並在錯誤的試次中受到了極大的削弱。進一步，細胞的發放與Beta頻段的場電位之間的鎖相值也在準備階段顯著升高。結果提示，M1中的部分神經元表現出了對觸覺物體感覺特徵相關聯的差異化活動，即對外界的觸覺輸入進行編碼，而另一部分神經元表現出了在準備階段的差異化活動，體現出出觸覺信息的內在編碼，這種編碼得到維持並用於感覺信息指導的運動及行為決策中。結果提示，M1接受了來自於前運動區、輔助運動區或者前額葉皮層的自上而下的調控，為理解如何將感知輸入保持在大腦中，並轉化為運動輸出提供了重要的實驗證據，對高級神經認知功能疾病的診斷和治療具有重要的理論價值。發表標註受本基金資助的SCI論文4篇，培養博士、碩士各一名，得到人才類項目資助一項。
