基于身体轮廓的动物类别表征及神经机制
Neural Basis of Categorical Representations of Animal Body Silhouettes
蒲玥1 • 韩世辉1
1北京大学心理与认知科学学院，北京大学IDG麦戈文脑科学研究所，行为与心理健康北京市重点实验室，北京100081，中国
第一作者：蒲玥
通讯作者：韩世辉
在日常生活中，人们对人类和非人类动物的表征方式存在显著差异，这种差异表征即使在缺乏面部信息时，也能够通过身体轮廓实现。以往研究揭示了大脑对躯体和非躯体刺激的神经反应差异，如外纹状皮层的身体区（EBA）、梭状回身体区（FBA）、以及颞上沟（STS）等脑区，会选择性地对躯体刺激表现出更强的激活。然而对于大脑如何编码同一个种类的不同个体身体轮廓以形成分类表征，我们尚缺乏深入的了解。
本研究记录人类受试者的脑电（EEG）和脑磁图（MEG），研究人类和动物身体轮廓的类别表征的神经机制。我们通过测量观察者对同一类别的躯体轮廓刺激表现出的神经活动的重复抑制效应，分析对人类和动物（猩猩、狗、鸟）的不同姿态身体轮廓的类别表征的神经活动。EEG结果显示，观看同一种类动物身体轮廓的神经活动，存在两阶段的类别表征：反映在额区/中央区较早期的P2成分（180-220毫秒）和枕顶区较晚的P270成分（220-320毫秒）的重复抑制。三种动物类别表征的神经过程相似，但是，对人类身体轮廓的神经活动没有发现显著的重复抑制效应。MEG实验结果进一步定位了相应功能脑区。刺激呈现200-440毫秒后，三种动物共享的身体轮廓相关的重复抑制效应，先后溯源到左缘上回/顶内皮层外侧与左额叶皮层。
本研究中，两种神经成像方法的实验结果相互印证，提示了动物身体轮廓的自发类别表征的两阶段神经活动。由于人类的身体姿势所提供的情绪和意图等个体化的信息，出于社会交互需求，人们对不同姿势的人类身体轮廓进行个体化加工。
图1 对人类和动物身体轮廓响应的事件相关电位活动。P2成分最大幅度分布再额区/中心区。三种动物的身体轮廓均在P2成分上表现出显著的重复抑制效应，而人类身体轮廓诱发的神经电活动没有显著的重复抑制效应。
图2 实验三，动物身体轮廓重复抑制效应的MEG溯源结果。根据传感器空间脑磁图信号重复抑制的时间信息，将重复抑制效应先后定位于左缘上回/顶内皮层外侧，以及左额叶皮层。
综上所述，本研究的发现有助于理解人类大脑如何基于身体轮廓信息自动分类不同种类的生物，并快速做出行为决策。
关键词：身体轮廓；类别表征；重复抑制；脑电；脑磁图
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https://link.springer.com/article/10.1007/s12264-024-01268-1
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