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原文
Nature· Julian Quabs·· 19 小时前评分71

人脑岛叶功能架构及其与细胞构筑、电生理相互作用的关联

Functional architecture of the human insula

导读

研究建立了人脑岛叶的功能架构,将其细胞构筑与定向、非对称的电生理相互作用联系起来,并提出这一框架对痛觉认知调控和内感受的机制意义。

深度解读

岛叶藏在大脑沟回表面之下,长期被视为连接感觉、情绪与认知的接口,在味觉、内感受、情绪和决策中扮演核心角色[5]。影像学研究早已提示它并非铁板一块:在同一批受试者中,不同岛叶区域对内感受、外感受和情绪加工表现出高度选择性的功能拓扑[2];基于任务数据的荟萃聚类也支持岛叶的前后分区,并发现部分前岛叶区块充当连接前后岛叶的枢纽[4];前岛叶更被认为通过对内感受信号的再表征参与一切主观感受乃至觉察[1]。但由于位置深在,对人脑岛的研究长期主要依赖脑成像,只能捕捉“感觉出现时岛叶在做什么”的相关性证据,其细胞与环路机制至今不清楚[3]。用颅内电刺激在个体脑水平刻画岛叶功能分区虽有先例(如 Duong 等 2023 年的工作)[6],系统性的因果检验仍难以展开。

斯坦福大学的 Josef Parvizi 团队选择直接出手:他们找到 87 名因医学原因已植入颅内电极的患者,在跨越十余年的实验中,向岛叶不同位点输送电流,并记录由此引发的身体感觉。结果呈现出清晰的三分架构:刺激岛叶后部,会在手臂、腿等特定身体部位诱发疼痛、发热、麻刺或麻木;刺激岛叶中部,则产生恶心、压迫感、胸部饱胀等“内脏”感受;而位于前部的岛叶并不对应某个身体部位,而是与参与认知和情绪的其他脑区“对话”。论文发表于《自然》。

与既往基于影像的拓扑刻画[2,4]相比,这项研究的分量在于把“分区—感觉”的对应从相关推进到因果,并描绘出一条让皮层——高阶认知的所在——与岛叶协作、反过来影响身体知觉的通路。用 Parvizi 的话说,岛叶“不只是读取身体,它还在部分地影响身体应被如何感受的故事”,这与前岛叶参与主观感受再表征的长期假说[1]以及岛叶作为感觉—情绪—认知接口的框架[5]相呼应。加州大学洛杉矶分校的 Lucina Uddin 评价,这是迄今关于岛叶如何产生身体感觉最全面的研究之一。

当然,这类实验只能在被植入电极的患者中进行——在健康人脑深部植入电极是不伦理的——结论向普通人群外推需谨慎;前岛叶“影响解释”目前也只是刺激效应与脑区间对话所提示的图景,其背后的细胞与环路机制,正如该领域长期面临的困境,仍有待厘清[3]。

来源:Nature

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