獼猴顳上多感覺區(qū)（STP）對朝向相關(guān)的前庭和光流信息的表征
發(fā)布時間：2021-07-04 14:41
自身運動感知（本論文專指朝向感知）的形成機制比較復(fù)雜,往往涉及視覺和前庭等多種感覺信息之間的相互作用,且有多個腦區(qū)的共同參與。獼猴顳上多感覺區(qū)（Superior Temporal Polysensory area,STP）是一個多感覺整合區(qū),對視覺的光流有選擇性反應(yīng),被認(rèn)為也有可能參與朝向感知,但目前關(guān)于STP在自身運動感知方面的研究較少,相關(guān)的反應(yīng)特性也知之甚少,因此需要進一步驗證。本課題利用虛擬現(xiàn)實系統(tǒng),提供8個水平方向刺激（以45°為步長）,對STP的反應(yīng)特性進行了考察。實驗過程中呈現(xiàn)三種刺激類型:模擬自身運動的視覺光流刺激（“visual”condition）;由平臺運動引起的前庭自身運動刺激（“vestibular”condition）;前庭-視覺聯(lián)合刺激（bimodal condition）。其中前庭-視覺聯(lián)合刺激包含64種前庭與視覺的方向組合（8種前庭視覺方向一致,其余56種方向不一致）。在197個記錄的STP神經(jīng)元中,對視覺和前庭都有朝向調(diào)諧的細胞只有14個（7.1%）,該比例低于只對前庭有調(diào)諧的細胞（n=23,11.7%）,更低于只對視覺有調(diào)諧的細胞（n=43,21....
【文章來源】：華東師范大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：63 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
光流刺激展示圖[22]
華東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文4在前庭系統(tǒng)的參與下完成。位于內(nèi)耳中的前庭感受器，是由半規(guī)管和耳石器官組成的，半規(guī)管可以感覺旋轉(zhuǎn)運動，耳石感知線性加速度運動[39]，前庭系統(tǒng)對于頭部的加速度運動尤其敏感�；谇巴ミ\動線索的朝向感知涉及多個大腦皮層，主要包括：后頂葉區(qū)（7a）[40,41]，頂島前庭皮層（Parieto-InsularVestibularCortex，PIVC）[42-44]，額葉眼動區(qū)（FEF）[21]，背側(cè)內(nèi)上顳區(qū)（MSTd）[19,45]，視后外側(cè)裂區(qū)（VPS）[16]和頂內(nèi)溝腹側(cè)區(qū)（VIP）[14,15]。圖2前庭皮層與空間認(rèn)知[46]以足球運動員為例：各個前庭皮層（VIP，MST，PIVC，2v，3a，7a）在空間認(rèn)知中的功能（該圖引自HitierM,2014）。
華東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文5雖然目前沒有發(fā)現(xiàn)獼猴的顳上多感覺區(qū)（STP）編碼前庭信息，但是有實驗研究采用圖3所示的電極片裝置讓人產(chǎn)生向前后運動的感覺來模擬前庭刺激，并通過fMRI發(fā)現(xiàn)人類大腦皮層顳上溝附近的STSms區(qū)域?qū)@種刺激表現(xiàn)出很強的反應(yīng)[25]。該區(qū)域從解剖學(xué)層面來看，與編碼前庭信息的頂島前庭皮層（PIVC）和后島葉皮層（PosteriorInsularCortex，PIC）相連[47,48]。同時Smith等人還認(rèn)為STSms區(qū)域與獼猴顳上多感覺區(qū)（STP）具有同源性，因此STP腦區(qū)也極有可能參與前庭方向感知，當(dāng)然這還需要實驗進行驗證。圖3前庭電刺激圖[25]圖中展示的是在利用電極片模擬前庭刺激的實驗范式。（該圖引自Smithetal.,2012）。1.3視覺與前庭信息的相互作用自然環(huán)境下我們往往并不只是基于單一的視覺或前庭運動線索感知自身運動方向，生活中的大多數(shù)情況視覺與前庭信息會同時輸入，已有研究表明大腦皮層可以通過整合視覺與前庭信息提高對自身運動感知判斷的準(zhǔn)確性[9-11]。大腦皮層的哪些區(qū)域參與了視覺與前庭的整合？前庭與視覺信息又是如何進行整合的？圍繞著這些問題人們展開了深入的研究。背側(cè)內(nèi)上顳區(qū)（MSTd）是較早發(fā)現(xiàn)存在視覺與前庭相互作用的腦區(qū)[49]。之后Angelaki和DeAngelis等人設(shè)計了一套虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)（如圖4所示），該系統(tǒng)可以同時提供前庭（三維慣性運動）與視覺刺激（光流運動）。利用該裝置對多個腦區(qū)（PIVC、MSTd、VIP、VPS、FEF）神經(jīng)元的三維空間朝向選擇性進行了研究。其中MSTd、VIP和VPS腦區(qū)有較高比例的神經(jīng)元對前庭和視覺都有方向調(diào)諧反應(yīng)[14-16,19]。
本文編號：3264980
【文章來源】：華東師范大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：63 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
光流刺激展示圖[22]
華東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文4在前庭系統(tǒng)的參與下完成。位于內(nèi)耳中的前庭感受器，是由半規(guī)管和耳石器官組成的，半規(guī)管可以感覺旋轉(zhuǎn)運動，耳石感知線性加速度運動[39]，前庭系統(tǒng)對于頭部的加速度運動尤其敏感�；谇巴ミ\動線索的朝向感知涉及多個大腦皮層，主要包括：后頂葉區(qū)（7a）[40,41]，頂島前庭皮層（Parieto-InsularVestibularCortex，PIVC）[42-44]，額葉眼動區(qū)（FEF）[21]，背側(cè)內(nèi)上顳區(qū)（MSTd）[19,45]，視后外側(cè)裂區(qū)（VPS）[16]和頂內(nèi)溝腹側(cè)區(qū)（VIP）[14,15]。圖2前庭皮層與空間認(rèn)知[46]以足球運動員為例：各個前庭皮層（VIP，MST，PIVC，2v，3a，7a）在空間認(rèn)知中的功能（該圖引自HitierM,2014）。
華東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文5雖然目前沒有發(fā)現(xiàn)獼猴的顳上多感覺區(qū)（STP）編碼前庭信息，但是有實驗研究采用圖3所示的電極片裝置讓人產(chǎn)生向前后運動的感覺來模擬前庭刺激，并通過fMRI發(fā)現(xiàn)人類大腦皮層顳上溝附近的STSms區(qū)域?qū)@種刺激表現(xiàn)出很強的反應(yīng)[25]。該區(qū)域從解剖學(xué)層面來看，與編碼前庭信息的頂島前庭皮層（PIVC）和后島葉皮層（PosteriorInsularCortex，PIC）相連[47,48]。同時Smith等人還認(rèn)為STSms區(qū)域與獼猴顳上多感覺區(qū)（STP）具有同源性，因此STP腦區(qū)也極有可能參與前庭方向感知，當(dāng)然這還需要實驗進行驗證。圖3前庭電刺激圖[25]圖中展示的是在利用電極片模擬前庭刺激的實驗范式。（該圖引自Smithetal.,2012）。1.3視覺與前庭信息的相互作用自然環(huán)境下我們往往并不只是基于單一的視覺或前庭運動線索感知自身運動方向，生活中的大多數(shù)情況視覺與前庭信息會同時輸入，已有研究表明大腦皮層可以通過整合視覺與前庭信息提高對自身運動感知判斷的準(zhǔn)確性[9-11]。大腦皮層的哪些區(qū)域參與了視覺與前庭的整合？前庭與視覺信息又是如何進行整合的？圍繞著這些問題人們展開了深入的研究。背側(cè)內(nèi)上顳區(qū)（MSTd）是較早發(fā)現(xiàn)存在視覺與前庭相互作用的腦區(qū)[49]。之后Angelaki和DeAngelis等人設(shè)計了一套虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)（如圖4所示），該系統(tǒng)可以同時提供前庭（三維慣性運動）與視覺刺激（光流運動）。利用該裝置對多個腦區(qū)（PIVC、MSTd、VIP、VPS、FEF）神經(jīng)元的三維空間朝向選擇性進行了研究。其中MSTd、VIP和VPS腦區(qū)有較高比例的神經(jīng)元對前庭和視覺都有方向調(diào)諧反應(yīng)[14-16,19]。
本文編號：3264980
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