《Current Biology》幻觉症之谜:视觉皮层的隐匿活跃

时间:2025年1月14日
来源:Current Biology

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闭上眼睛,想象一个苹果——你看到了什么?大多数人都会想象出这种水果的生动形象,但对于大约百分之一的幻像症患者来说,他们的脑海中根本看不到任何东西。

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现在,科学家们已经发现,在那些无法形成心理图像的人身上,当他们试图这样做时,大脑的视觉处理区域仍然会亮起。今天发表在《Current Biology》杂志上的这项研究表明,像研究人员之前提出的那样,幻觉并不是由视觉处理的完全缺陷引起的。当人们被要求想象时,大脑的视觉区域仍然活跃,但这种活动不会转化为有意识的体验。这项工作为这种鲜为人知的疾病背后的神经差异提供了新的线索。

没有参与这项研究的乔治华盛顿大学的视觉科学家萨拉·肖姆斯坦说,这项研究的作者“采用了一种非常强烈的、机械的方法,关键是问对问题,用对方法。”

一些科学家怀疑,幻觉症可能是由初级视觉皮层的功能障碍引起的,初级视觉皮层是大脑中处理图像的第一个区域。“通常,初级皮层被认为是视觉感知的引擎,”悉尼新南威尔士大学的神经科学家Joel Pearson说,他是这项研究的共同负责人。“如果那里没有活动,你就不会有知觉意识。”

为了了解这个区域在幻觉中发生了什么,研究小组使用功能性磁共振成像来测量14名幻觉患者和18名神经正常对照者的大脑活动,让他们反复看到两种简单的模式,由绿色垂直线或红色水平线组成。然后他们重复了这个实验,这次要求参与者简单地想象这两幅图像。

然后,研究人员训练了一种算法,以找出参与者在想象绿线和红线时大脑活动模式的差异。该团队试图仅根据初级视觉皮层的活动来预测或“解码”参与者正在想象的图像。“这有点像读心术,”华南师范大学的神经科学家Ming Meng说,他是这项研究的共同负责人。

令科学家们惊讶的是,这种解码对神经正常和精神恍惚的参与者都是成功的。

“这很惊人,”苏塞克斯大学(University of Sussex)的神经学家Giulia Cabbai说,她没有参与这项研究。“我们一直试图回答的问题是,幻觉者是否缺乏拥有心理图像的主观体验,因为他们首先在视觉皮层中缺乏表征。”在早期的一项研究中,卡巴伊和她的同事们发现,在幻觉患者中,当他们自发地想象一个物体时,就会有这样的表现,而当他们试图按要求变出这个物体时,就不会有这样的表现。

这项新研究进一步比较了人们想象图像和实际看到图像时视觉皮层的活动模式。对于对照组的参与者来说,这些模式是相似的,但对于幻觉者来说,这两个任务之间存在不匹配。“我认为这很有说服力,”苏塞克斯郡的神经科学家Sophie Forster说,她没有参与这项研究。“这表明,患有幻觉症的人的视觉皮层有独特的活动模式,代表着不同的经历。”

在进一步的分析中,研究小组发现,当被要求想象在视野的一侧看到图像时,他们的同一侧大脑表现出更多的活动,而对照组的另一侧大脑则表现出更多的活动。Pearson说:“这本身就表明,幻觉者的大脑中有一种不同的线路。”然而,这种线路究竟有何不同仍不得而知。

这项研究“无疑推动了对这一领域的理解”。Pearson说:“我敢肯定,每个人都在争先恐后地想弄清楚,当患有幻觉的人试图想象一个视觉物体时,他们初级皮层中的信号代表了什么。这可能是下一个前沿领域。”

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