3月26日，記者從中國科學院西安光機所獲悉：該所生物醫(yī)學光譜實驗室在信號處理與神經(jīng)科學交叉研究領域取得新進展�？蒲袌F隊通過結(jié)合顱內(nèi)腦電圖與高精度眼動追蹤技術(shù)，首次在單次注視的時間尺度上，解析了人腦在處理新信息與熟悉信息時，海馬體與額葉眼動區(qū)的動態(tài)協(xié)同機制。相關成果發(fā)表于國際神經(jīng)影像期刊NeuroImage。

人注視時，存在兩種基本認知狀態(tài)：第一次看到新事物時的“探索”，以及再次看向熟悉事物時的“回訪”。前者對應新信息的獲取，后者則涉及已有知識的鞏固。這兩種狀態(tài)的失衡與多種神經(jīng)精神疾病密切相關。然而，大腦如何在數(shù)百毫秒的注視時間內(nèi)完成這兩種狀態(tài)的切換，此前尚不明確。

為破解這一奧秘，科研團隊利用了兩項“硬核”技術(shù)。一是顱內(nèi)腦電圖，該技術(shù)可直接記錄大腦深處的神經(jīng)電活動，是目前人類能獲取的時空精度最高的神經(jīng)信號之一；二是高精度眼動追蹤，該技術(shù)可實時捕捉人每一瞬間在看什么、怎么看。

“通過將這兩項高精度技術(shù)結(jié)合，我們就能知道當人的眼睛看向某個事物的那一瞬間，大腦里哪個區(qū)域在干什么�！笨蒲袌F隊成員田紫薇介紹，“我們重點關注負責記憶的海馬體、負責注意力與眼動控制的額葉眼動區(qū)，發(fā)現(xiàn)它們的分工非常清晰。”

當人探索新信息時，在注視開始前的幾百毫秒，海馬體就已經(jīng)提前“預熱”，進入一種“預備注意”狀態(tài)。開始注視后，額葉眼動區(qū)迅速響應，并維持關注。當人回訪熟悉信息時，海馬體會首先快速提取記憶，引導眼睛精準地回看那個熟悉的目標，看完之后緊接著進入“鞏固記憶”狀態(tài)。整個過程，兩個腦區(qū)一直在實時“通話”，協(xié)同配合。

這一發(fā)現(xiàn)揭示了注意力與記憶系統(tǒng)在視覺行為中的精細分工與協(xié)同機制，為基于腦機接口的閉環(huán)神經(jīng)調(diào)控治療提供了新的理論依據(jù)。該團隊正以此為基礎，著手構(gòu)建面向記憶改善的閉環(huán)腦機接口系統(tǒng)。

“這項研究有望推動神經(jīng)精神疾病的精準干預，針對阿爾茨海默病患者的記憶障礙，可以在檢測到海馬體活動模式異常、記憶提取失敗時，自動觸發(fā)一個電刺激，幫大腦‘推一把’；針對注意力缺陷障礙患者，可以在注意力即將下降之前，提前啟動靶向調(diào)控，防止走神。”田紫薇說。

編輯：金文婕

審核：燕青

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