猕猴颞上多感觉区（STP）对朝向相关的前庭和光流信息的表征
发布时间：2021-07-04 14:41
自身运动感知（本论文专指朝向感知）的形成机制比较复杂,往往涉及视觉和前庭等多种感觉信息之间的相互作用,且有多个脑区的共同参与。猕猴颞上多感觉区（Superior Temporal Polysensory area,STP）是一个多感觉整合区,对视觉的光流有选择性反应,被认为也有可能参与朝向感知,但目前关于STP在自身运动感知方面的研究较少,相关的反应特性也知之甚少,因此需要进一步验证。本课题利用虚拟现实系统,提供8个水平方向刺激（以45°为步长）,对STP的反应特性进行了考察。实验过程中呈现三种刺激类型:模拟自身运动的视觉光流刺激（“visual”condition）;由平台运动引起的前庭自身运动刺激（“vestibular”condition）;前庭-视觉联合刺激（bimodal condition）。其中前庭-视觉联合刺激包含64种前庭与视觉的方向组合（8种前庭视觉方向一致,其余56种方向不一致）。在197个记录的STP神经元中,对视觉和前庭都有朝向调谐的细胞只有14个（7.1%）,该比例低于只对前庭有调谐的细胞（n=23,11.7%）,更低于只对视觉有调谐的细胞（n=43,21....
【文章来源】：华东师范大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
光流刺激展示图[22]
华东师范大学硕士学位论文4在前庭系统的参与下完成。位于内耳中的前庭感受器，是由半规管和耳石器官组成的，半规管可以感觉旋转运动，耳石感知线性加速度运动[39]，前庭系统对于头部的加速度运动尤其敏感。基于前庭运动线索的朝向感知涉及多个大脑皮层，主要包括：后顶叶区（7a）[40,41]，顶岛前庭皮层（Parieto-InsularVestibularCortex，PIVC）[42-44]，额叶眼动区（FEF）[21]，背侧内上颞区（MSTd）[19,45]，视后外侧裂区（VPS）[16]和顶内沟腹侧区（VIP）[14,15]。图2前庭皮层与空间认知[46]以足球运动员为例：各个前庭皮层（VIP，MST，PIVC，2v，3a，7a）在空间认知中的功能（该图引自HitierM,2014）。
华东师范大学硕士学位论文5虽然目前没有发现猕猴的颞上多感觉区（STP）编码前庭信息，但是有实验研究采用图3所示的电极片装置让人产生向前后运动的感觉来模拟前庭刺激，并通过fMRI发现人类大脑皮层颞上沟附近的STSms区域对这种刺激表现出很强的反应[25]。该区域从解剖学层面来看，与编码前庭信息的顶岛前庭皮层（PIVC）和后岛叶皮层（PosteriorInsularCortex，PIC）相连[47,48]。同时Smith等人还认为STSms区域与猕猴颞上多感觉区（STP）具有同源性，因此STP脑区也极有可能参与前庭方向感知，当然这还需要实验进行验证。图3前庭电刺激图[25]图中展示的是在利用电极片模拟前庭刺激的实验范式。（该图引自Smithetal.,2012）。1.3视觉与前庭信息的相互作用自然环境下我们往往并不只是基于单一的视觉或前庭运动线索感知自身运动方向，生活中的大多数情况视觉与前庭信息会同时输入，已有研究表明大脑皮层可以通过整合视觉与前庭信息提高对自身运动感知判断的准确性[9-11]。大脑皮层的哪些区域参与了视觉与前庭的整合？前庭与视觉信息又是如何进行整合的？围绕着这些问题人们展开了深入的研究。背侧内上颞区（MSTd）是较早发现存在视觉与前庭相互作用的脑区[49]。之后Angelaki和DeAngelis等人设计了一套虚拟现实系统（如图4所示），该系统可以同时提供前庭（三维惯性运动）与视觉刺激（光流运动）。利用该装置对多个脑区（PIVC、MSTd、VIP、VPS、FEF）神经元的三维空间朝向选择性进行了研究。其中MSTd、VIP和VPS脑区有较高比例的神经元对前庭和视觉都有方向调谐反应[14-16,19]。
本文编号：3264980
【文章来源】：华东师范大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
光流刺激展示图[22]
华东师范大学硕士学位论文4在前庭系统的参与下完成。位于内耳中的前庭感受器，是由半规管和耳石器官组成的，半规管可以感觉旋转运动，耳石感知线性加速度运动[39]，前庭系统对于头部的加速度运动尤其敏感。基于前庭运动线索的朝向感知涉及多个大脑皮层，主要包括：后顶叶区（7a）[40,41]，顶岛前庭皮层（Parieto-InsularVestibularCortex，PIVC）[42-44]，额叶眼动区（FEF）[21]，背侧内上颞区（MSTd）[19,45]，视后外侧裂区（VPS）[16]和顶内沟腹侧区（VIP）[14,15]。图2前庭皮层与空间认知[46]以足球运动员为例：各个前庭皮层（VIP，MST，PIVC，2v，3a，7a）在空间认知中的功能（该图引自HitierM,2014）。
华东师范大学硕士学位论文5虽然目前没有发现猕猴的颞上多感觉区（STP）编码前庭信息，但是有实验研究采用图3所示的电极片装置让人产生向前后运动的感觉来模拟前庭刺激，并通过fMRI发现人类大脑皮层颞上沟附近的STSms区域对这种刺激表现出很强的反应[25]。该区域从解剖学层面来看，与编码前庭信息的顶岛前庭皮层（PIVC）和后岛叶皮层（PosteriorInsularCortex，PIC）相连[47,48]。同时Smith等人还认为STSms区域与猕猴颞上多感觉区（STP）具有同源性，因此STP脑区也极有可能参与前庭方向感知，当然这还需要实验进行验证。图3前庭电刺激图[25]图中展示的是在利用电极片模拟前庭刺激的实验范式。（该图引自Smithetal.,2012）。1.3视觉与前庭信息的相互作用自然环境下我们往往并不只是基于单一的视觉或前庭运动线索感知自身运动方向，生活中的大多数情况视觉与前庭信息会同时输入，已有研究表明大脑皮层可以通过整合视觉与前庭信息提高对自身运动感知判断的准确性[9-11]。大脑皮层的哪些区域参与了视觉与前庭的整合？前庭与视觉信息又是如何进行整合的？围绕着这些问题人们展开了深入的研究。背侧内上颞区（MSTd）是较早发现存在视觉与前庭相互作用的脑区[49]。之后Angelaki和DeAngelis等人设计了一套虚拟现实系统（如图4所示），该系统可以同时提供前庭（三维惯性运动）与视觉刺激（光流运动）。利用该装置对多个脑区（PIVC、MSTd、VIP、VPS、FEF）神经元的三维空间朝向选择性进行了研究。其中MSTd、VIP和VPS脑区有较高比例的神经元对前庭和视觉都有方向调谐反应[14-16,19]。
本文编号：3264980
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