人类岛叶的功能架构

摘要

岛叶皮层在疼痛^1,2、内感受^3,4和感觉情感^5,6方面起着核心作用，然而其亚区之间的功能架构及因果性电生理关系仍知之甚少。本研究将颅内电刺激与基于任务的事件相关电位记录相结合，并在人类岛叶的细胞构筑学图谱中进行连通性映射^7,8,9,10，研究对象为87名植入颅内电极的参与者。我们识别出一种四分体功能架构，包含四个不同的区域：（1）背侧后部区域，编码按躯体拓扑组织的伤害性感受/热觉和躯体感觉信号；（2）腹侧后部区域，可获取多个身体部位的躯体信息；（3）中前部区域，与内脏感觉和焦虑状态相关；以及（4）前极区域，对直接刺激几乎无反应，但在显著性检测和动作模式切换时表现出强烈的激活。关键的是，这一前部区域与包括前额叶皮层和扣带回前部在内的区域具有强连接，对岛叶其他区域 exert 强而直接的影响，同时接收来自这些区域较弱且间接的输入，揭示了认知对疼痛和身体感知的电生理调控通路。综合来看，这些发现界定了人类岛叶的功能架构，将细胞构筑学与定向的、不对称的电生理相互作用联系起来，为疼痛和内感受体验的认知调控提供了机制性启示。