探索视听信息在灵长类动物杏仁核及邻近区域的整合

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。通过将感官刺激整合到大脑中，它们可以更好地了解周围的世界，发现潜在的威胁、食物和其他对它们的生存至关重要的物体。

神经元对不同感官刺激（音频、视觉和视听）的反应示例。

深圳先进技术研究院和中国科学院的研究人员最近开展了一项研究，调查支持猕猴大脑中声音和视觉刺激整合的神经过程。他们发表的论文专门研究了杏仁核中的神经过程，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动物中，结合来自不同感觉方式（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，”进行该研究的研究人员之一季戴说，告诉 Medical Xpress。“例如，声音的共现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，即多感觉整合，在过去几十年一直是研究的热点。 “

大多数过去调查灵长类动物大脑多感觉整合的研究都特别关注大脑皮层（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整合中的作用迄今鲜有探索。

戴和他的同事们希望通过专门检查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，而猕猴正在将声音和视觉输入整合到其环境中。研究人员希望确定杏仁核的某些特定子区域是否在 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。

“我们使用了一个半慢性多电极阵列（这意味着阵列中的每个电极即使在植入后也可以在记录深度上进行调节）并记录了来自猴子杏仁核周围广阔区域的 1,000 多个神经元，同时为它们呈现音频隐现，音频后退、视觉隐现、视觉后退刺激，以及两种感官输入的结合，”Dai 解释道。“在对神经反应进行初步评估后，我们发现 332 个神经元对一种或多种感觉刺激（听觉、视觉或视听）有反应。”

在猕猴实验中收集数据后，戴和他的同事结合使用经典统计方法和机器学习技术对其进行了分析。通过这些分析，他们最终能够揭示当灵长类动物接受视听刺激时，杏仁核和邻近区域神经元的不同反应模式。

“我们根据神经元的反应模式将其分为四种类型，并对它们的区域起源进行了定位，”戴说。“使用基于机器学习的层次聚类，我们进一步将神经元分为五组，并将它们与不同的整合功能和子区域相关联。这使我们能够识别区分一致和不一致双峰感觉输入的区域。”

这组研究人员收集的结果为杏仁核和附近区域参与听觉和视觉刺激的整合提供了一些新的线索。总的来说，他们认为杏仁核周围区域对于视听整合也至关重要，同时还确定了可以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来自灵长类动物深层结构的大量神经元群方面的效率，并展示了数据驱动方法在分析高维电生理数据方面的能力，”Dai 补充道。“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 开发多感官整合的理论模型。”