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跨灵长类动物物种包括人类发现了“普遍的”脑电波模式

(2024-03-13 09:19:47)

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杂谈

跨灵长类动物物种包括人类发现了“普遍的”脑电波模式

By Nicoletta Lanese

2024/3/12

Neuroscience

科学家们已经发现了一种在几种灵长类动物中包括我们整个大脑皮层爆发的一致的脑电波模式。

几种猴子物种和人类似乎共享一种分明的在它们的大脑外表面爆发的脑电波模式。 (Image credit: Georgi Fadejev via Getty Images)

科学家已经在包括人类在内的多种灵长类动物中发现了一种普遍的脑电波模式。

这种电活动的模式被在覆盖哺乳动物的大脑外部的六层被称为大脑皮层的组织中看到。在灵长类动物中，更高频率的电活动波穿过最表面的层跳舞，而更慢的波在下面的层中冒泡。

今年1月发表在《自然神经科学》杂志上的一项最新研究揭示了这些脑电波的普遍性。由一些同一研究人员进行的之前研究提示分明的活动模式可能反映大脑如何有意识的将注意力从一条信息切换到下一条信息。

范德比尔特大学心理学助理教授、资深研究作者安德烈巴斯托斯说，大脑皮层的更深部分中的更慢脑电波起守门人的作用，统治哪些信息点并保留在有意识的思维中。反映这些有意识的思维的快波被称为伽马节律，频率在50到150赫兹之间。同时，慢波被称为α-β节律，频率约为10至30赫兹。

巴斯托斯告诉《生活科学》杂志：“你有到来的能被伽马暴发和尖峰代表的信息，然后你能有另一种说 ‘我不再在乎把它关掉’ 的机制”。这就是阿尔法-贝塔波的工作------把一个想法从舞台上拉下来让另一个想法上。

在他之前是麻省理工学院的博士后的同时，巴斯托斯领导了许多猴子研究来揭示这种机制在大脑皮层的某些部位中是如何起作用的。现在在一月份的论文中，他说 “我们表明了这些模式的普遍性”。科学家们发现了这种模式一致的出现在皮层的14个不同区域中，而不仅是少数几个。

巴斯托斯说，“我们已经在这里表明的是它不仅存在于一个区域或另一个区域中，而它真的整个出现”。研究人员还表明了它出现在三种不同的灵长类动物中：猕猴(Macaca)、狨猴(Callithrix jacchus)和人类。

跨范德比尔特大学、麻省理工学院、荷兰神经科学研究所和加拿大西安大略大学四个机构的科学家合作来收集来自猴子和人大脑的这个战利品。他们用了叫多接触层流探针的装置来同时记录来自皮层所有层的活动。这些探针被手术上嵌入大脑皮层的不同部位------因此，对这项研究的人类主体这些装置被植入在一些正在经历癫痫或运动障碍脑部手术的人中。

巴斯托斯说，“本质上这只是脑电图的一个非常微观的版本”。脑电图是一种记录大脑电活动的方式。差异是脑电图最经常使用在头皮外部的电极，因此，通过骨骼和组织，它收集发生在下面所有皮层中的活动的一个更模糊图像。

普遍的脑电波模式涉及伽马波和α-β波，它们的频率不同。 (Image credit: Science Photo Library - PASIEKA via Getty Images)

相比之下，层流探测器提供一个更高分辨率的图像。在这项研究中，由这些装置收集的数据被馈进研究人员设计的破译它们从中来的皮层的算法中。

以这种方式，他们发现了一种普遍的在整个皮层和物种之间显示出来的大脑活动模式。这种模式被更靠近头骨的皮层第2层和第3层中γ活动峰值以及靠近大脑皮层下区域的第5层和第6层中的α-β活性峰值标志。在第4层中也有一个交叉点。

为检查是否这种模式在其他哺乳动物中蹦出，研究小组还观察了小鼠大脑，但在小鼠皮层中看到的活动是不相同的。

基于先前对猴子的研究，巴斯托斯及其同事怀疑这些模式反映在每个灵长类物种中相同的心智过程，其中更慢的波统治哪些数据进入有意识的思维。然而，他们已经没有明确地表明了那个。