探索灵长类杏仁核及邻近区域视听信息的整合

人类和其他灵长类动物可以共同理解不同类型的感官信息，包括声音、气味、形状等。通过在大脑中整合感官刺激，他们可以更好地了解周围的世界，检测潜在的威胁、食物和其他对他们的生存至关重要的物体。

深圳先进技术研究院和中国科学院的研究人员最近进行了一项研究，调查了猕猴大脑中声音和视觉刺激整合的神经过程。他们的论文发表在《神经科学公报》上，专门研究了杏仁核的神经过程，杏仁核是负责处理威胁和调节情绪反应的大脑区域，以及与之相关的其他区域。

“在人类和其他灵长类物种中，结合来自不同感官模式(例如视觉，听觉和嗅觉)的信息在社会交流中起着重要作用，对生存至关重要，”进行这项研究的研究人员之一Ji Dai告诉Medical Xpress。“例如，声音的共存增强了人类对低强度视觉目标的检测灵敏度。这种现象背后的神经机制，即多感官统合，在过去几十年中一直是研究的热门话题。

过去大多数研究灵长类动物大脑多感官统合的研究都专门研究了大脑皮质(即大脑外层的区域，称为大脑皮层)，例如颞上沟。另一方面，杏仁核及其邻近区域在多感官统合中的作用迄今为止很少被探索。

戴和他的同事们希望通过专门研究杏仁核及其周围区域的神经过程来填补文献中的这一空白，同时猕猴正在将声音和视觉输入整合到环境中。研究人员希望确定杏仁核的某些特定亚区域是否在AV整合中发挥更大的作用，以及它们的参与如何在大脑中展开。

“我们使用半慢性多电极阵列(这意味着即使在植入后，阵列中的每个电极的记录深度也是可调节的)，并从猴子杏仁核周围的大面积记录了1多个神经元，同时向它们呈现音频隐约，音频后退，视觉隐约可见，视觉后退刺激以及两种感觉输入的组合，“戴沐白解释道。在对神经反应进行初步评估后，我们发现000个神经元对一种或多种感官刺激(听觉，视觉或视听)有反应。

在用猕猴实验收集数据后，戴和他的同事使用经典统计方法和机器学习技术的组合对其进行了分析。通过这些分析，他们最终能够揭示杏仁核和邻近区域中神经元的不同反应模式，这些模式发生在灵长类动物接受视听刺激时。

“我们根据神经元的反应模式将神经元分为四种类型，并定位了它们的区域起源，”戴说。“使用基于机器学习的分层聚类，我们进一步将神经元聚类为五组，并将它们与不同的集成函数和子区域相关联。这使我们能够识别区分全等和不一致双峰感官输入的区域。

这组研究人员收集的结果为杏仁核和附近区域参与音频和视觉刺激的整合提供了一些新的线索。总体而言，他们认为杏仁核周围区域对于视听整合也至关重要，同时也确定了可能在多感官整合中发挥更大作用的细胞类型。

“我们的研究还展示了半慢性电极阵列在记录灵长类动物深层结构中的大量神经元种群方面的效率，并展示了数据驱动方法在分析高维电生理数据方面的力量，”戴补充说。“未来研究的一个有趣方向可能是根据我们的神经生理学发现开发多感官统合的理论模型。