神经科学家指出，需要多个皮层区域来处理信息

MIT的研究人员已经证明，大脑的皮质不是在高度专业化的模块中处理特定任务 - 表明皮质在共享信息时非常动态。

以前的研究大脑描述了皮质作为功能特定区域的拼凑。的部分视觉皮层例如，大脑后部负责编码颜色和运动，而特定的额叶和中间区域控制更复杂的功能，如决策。神经科学家长期以来一直批评这种观点过于分门别类。

在今天发表的一篇论文中科学麻省理工学院皮考尔学习与记忆研究所的研究人员发现，确实，多个皮质区域同时工作，处理感觉运动信息-感觉输入与相关动作-尽管它们预先确定了特定的角色。

“神经科学,皮质处理是一个新兴的观点是结合网络的动态区域交换information-rather比零散的模块和我们发现的,”厄尔·米勒说,Picower教授,麻省理工学院大脑与认知科学系的和高级的。

研究人员使用了尖端技术在必须在六个皮质区域中同时记录神经活动，其中必须识别点的颜色或运动。这些地区，从大脑前后到后面，都被认为是每个专门从事特定的感官或执行职能。然而，研究人员发现所有区域的所有信息都发现了显着的编码 - 但在不同程度的强度和时序。

米勒说，这些发现可能有助于改善脑部疾病、注意力缺陷多动障碍、中风和创伤的治疗。他说:“很多(问题)都是大脑皮层出了问题，而大脑皮层正是批判性思维产生的地方。”“通过更好地了解大脑皮层是如何处理信息的，我们将在未来有更好的方法来治疗它们。”

拍摄此类广泛分布的神经活动，米勒补充说，还要休息普遍存在的神话传播，如“Lucy”（2014） - 我们只使用10％的大脑，并解锁更多会导致更大的能力。“如此广泛的信息分配与我们只使用大部分大脑的概念不相容，”米勒说。

本文的领先作者是蒂宾顿大学的主要调查员Markus Siegel，以及普林斯顿大学助理教授Timothy Buschman。

“水下”加工

“拼凑”皮层的概念部分来源于对人类进行的功能性磁共振成像(fMRI)研究，该研究通过测量血流的变化来揭示大脑的哪些部分参与了特定的任务。但是这些测试——记录了受试者在执行两项独立任务时血液流动模式的微小差异——并不能揭示整个大脑的模式。“他们向你展示的是露出水面的冰山一角，而实际上，在水下，到处都在进行大量的处理，”米勒说。

在这项新研究中，研究人员建立了108个电极阵列，测量了6个被认为控制特定功能的皮层区域的2694个位置的神经峰值:控制眼球运动的顶叶外侧区(LIP)和额叶眼窝(FEF);的前额外的皮质（PFC），控制决策;检测颜色的视觉区域（V4）;中间时间区域（MT），其检测运动;和较差的时间皮质（IT），响应所有视觉刺激。

在一个实验中，研究人员向受试者展示了一组红色或绿色的点，这些点向上或向下移动。事先，一个线索(一个灰色的形状)已经表明他们应该注意颜色还是动作。在看到这些点后，他们会用眼球运动来识别正确的颜色或运动(左边是绿色，右边是红色;左向上，右向下)。

在测试中，研究人员记录了感觉运动通路的五个功能(从感觉输入到行动)中的神经活动:识别灰色形状(线索)，决定注意运动或颜色(任务)，检测颜色，检测运动，和执行眼球运动(选择)。

结果显示神经活动附近的同时,全面:感官信息- - -提示,和颜色太和V4或动作开始,但流入嘴唇,,FEF,开始在V4和曼宁任务信息,但PFC和嘴唇向前流动,并向前FEF和V4。选择信号建立在PFC和LIP，然后向前和向后流动到FEF和V4。简而言之，尽管特定区域有神经峰值，但所有信息都被广泛分享。

“有些地区可以处理多种颜色，有些可能会处理颜色而不仅仅是运动，有时你可以看到信息在一个区域出现在另一个区域之前，”米勒说。“但一般来说，信息分布在整个大脑皮层。”

米勒补充说，特别值得注意的是，决策层的“选择”信号——决定眼睛移动的方向——在大脑皮层的分布有多广泛。以前，人们认为决策只会在特定的情况下产生皮质。他说:“但是你可以看到决策同时渗透到大脑皮层的许多部分，所以即使是决策也是许多大脑皮层区域的新兴特性。”

一道治疗

米勒说，为了更好地理解大脑皮层的感觉运动处理过程，这项研究可能会为更广泛地使用非侵入性治疗中风康复打开大门。非侵入性治疗通过发送电脉冲来增加受损皮质区域的脑电波来恢复感觉或运动功能。

而非侵入性技术很难定位受损区域，所以应用并不广泛。但这些新发现表明，精确定位可能没有必要。米勒说:“关于非侵入性脑刺激的一个主要问题是，如果大脑皮层是高度专一的结构拼凑而成的，该如何进行这种刺激。”“这表明，你实际上可以使用非侵入性技术同时在一大堆区域增强信号，你不需要太担心针对一个特定区域。”

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