PLoSBiology發表生物物理所和紐約大學合作研究項目成果

　　日前，《PLoS Biology》雜志在線發表了中國科學院生物物理研究所腦與認知國家重點實驗室羅歡副研究員、劉祖祥副研究員和紐約大學David Poeppel教授的合作研究成果：Auditory cortex tracks both auditory and visual stimulus dynamics using low-frequency neuronal phase modulation. 該研究利用高時間分辨率的腦磁圖成像技術(MEG)探索了人類受試在觀看包含對話場景的自然電影片段的大腦實時反應，并對其跨視聽覺通道的神經機制進行了深入研究。

　　以往對于感知覺研究往往采取了兩個方面的簡化：總體到特征的簡化（即采用包含某種特定性質而不是具有高復雜度的自然刺激）,動態到靜態的簡化（不考慮連續的實時處理過程），而值得注意的是感知覺系統在日常生活中接收到的卻是具有高復雜度（同時包含多個特征的組合）和時間連續性（比如對話，音樂，電影等）的信息，因此我們的大腦從某種程度上說應該優化和適應于這種連續實時的高復雜度自然信息流。探索這種高復雜度的自然視聽覺流的神經處理機制是極為重要并且具有極大挑戰性的。

　　該研究采用包含自然對話場景的自然電影片斷來探索視覺和聽覺自然流在大腦中的反映，結果發現視聽覺的自然流跟蹤和跨模態的融合是基于一種“大腦振蕩的低頻相位調制機制” (Low-frequency phase modulation in brain oscillation)的。聽覺信號除了實時調制聽覺皮層的振蕩相位來達到對聽覺流的實時分割處理外，也會調制視覺皮層的內生振蕩相位使得和聽覺流時間組織吻合的視覺流信號落在合適的優化相位(optimal phase)上得到增強處理進而達到跨模態的實時連續融合。這項工作首次在人類受試上找到和發現可能解決聽覺領域中極為重要的問題‘雞尾酒會效應’(cocktail party problem)的神經機制。

　　該課題得到科技部、中國科學院和自然科學基金委的資助。

　　聽覺皮層（黑色）和視覺皮層（橙色）對自然視聽覺流的同時低頻相位跟蹤以及時間結構的實時分割；同時，視覺皮層和聽覺皮層也有跨模態的相位調制來達到視聽覺的實時融合