人类大脑V6区对前向运动及视觉-前庭一致信号的偏好性整合机制研究

【字体: 时间:2025年05月24日 来源:Experimental Brain Research 1.7

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  研究人员针对视觉与前庭系统在自我运动感知中的整合机制这一关键问题,通过fMRI技术结合GVS(前庭电刺激)和光流刺激,发现人类大脑V6区对前向运动及视觉-前庭信号一致性具有特异性响应。该研究揭示了V6区在生态学常见运动模式(前向行走)中的核心整合作用,为理解多感觉整合的神经基础及运动障碍疾病提供了新视角。

  

行走时我们如何感知自身运动?这个看似简单的行为背后,隐藏着视觉系统和前庭系统复杂的协同工作机制。当我们在公园散步时,眼睛看到的景物流动与内耳感受到的加速度信号必须完美整合,才能形成连贯的空间定位。然而,这种多感觉整合的神经机制长期以来存在关键知识空白:大脑哪些区域专门负责处理生态学最常见的运动模式——前向行走?为什么视觉和前庭信号冲突时会引发眩晕?

为解决这些问题,图卢兹大学的研究团队在《Experimental Brain Research》发表创新性研究。他们发现人类大脑视觉皮层中一个特殊区域V6,不仅对前向运动信号表现出强烈偏好,还能敏锐检测视觉与前庭信号的一致性。这一发现为理解运动感知的神经基础提供了重要线索,对开发眩晕症等运动障碍的治疗策略具有潜在价值。

研究采用fMRI(功能磁共振成像)结合GVS(前庭电刺激)技术,对15名健康受试者进行测试。通过精心设计的六种刺激条件(包括单纯视觉、视觉-前庭一致/不一致的前向/后向运动组合),结合全脑分析和ROI(感兴趣区域)定位方法,系统比较了不同脑区的激活模式。特别关注已知的视觉-前庭整合区域如V6、VIP(腹侧顶内区)、CSv(扣带沟视觉区)等。

全脑分析结果显示,当视觉与前庭刺激同时出现时,双侧岛叶皮层网络被显著激活,包括前岛叶(AI)、顶岛叶前庭皮层(PIVC)等经典前庭处理区域。但这些区域对运动方向(前向/后向)或信号一致性均无显著偏好。通过ROI深入分析发现,只有V6区表现出三重特异性:对视觉-前庭联合刺激的反应强于单纯视觉刺激;对一致信号的响应优于不一致信号;特别偏好前向运动信号。这种模式在VIP、CSv等其他视觉-前庭整合区域中均未出现。

研究讨论部分指出,V6区的这种独特响应特性可能反映其在生态学相关运动中的核心作用。日常生活中前向运动占主导地位(如行走、驾驶),且视觉与前庭信号通常一致,V6可能进化出专门机制来优化这类常见场景的处理效率。该发现为临床提供了新视角:某些运动障碍患者可能涉及V6区功能异常,未来或可通过靶向调节该区域开发新型治疗策略。

这项研究首次系统揭示了V6区在视觉-前庭整合中的方向选择性和一致性检测功能,填补了自我运动感知神经机制的重要空白。方法学上创新的多模态刺激范式为后续研究提供了模板,而发现的特异性脑区响应模式则为理解健康与疾病状态下的运动感知差异奠定了理论基础。未来研究可进一步探索V6区与下游运动控制网络的连接机制,以及在不同运动障碍患者中的功能变化规律。

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