近几年,功能影像学研究在视听觉多感官信息整合领域取得了许多重要成果。当同时接收视觉和听觉刺激时,大脑的视觉和听觉皮层不仅被激活,同时一些相关的脑区也被激活,这种激活模式被认为是分离并且相互关联的。那么动物听觉刺激系统可以在配合下对哪些部分就行研究?

1、上丘

多感官信息整合的神经元水平下许多重要的研究成果是在动物模型中发现的。上丘是在动物模型中被研究的大脑整合区域,该区域被认为是多感官信息通道首先汇集的区域,该区域的损伤将导致多感官信息的缺失和整合功能下降。此外该区域还是行为反应启动的区域,设计了一个经典的多模态实验,让猫分别接受视觉、听觉和触觉等刺激信息,并记录上丘区域的神经元放电活动,他们发现在猫接收多感官刺激时,上丘的神经元放电比率要显著的高于单个模态下神经元放电比率线性叠加之和。对上丘上多感官信息整合的神经元放电活动进行细分,会发现上丘的神经元活动包含了增强和抑制两种多感官信息加工模式,并且在微弱的刺激情况下可能会出现一个较强的神经元放电活动,这种现象被称作反转效应。

2、颞顶

颞顶也是被研究者发现是多听觉信息整合的区域之一,通过对啮齿类动物颞顶区域神经元放电情况的观测,也发现了该区域触-听感觉组合的多模态刺激所诱发的神经元放电要显著的高于单个刺激放电之和,并且潜伏期更早。通过类似的研究,学者们发现多感知信息整合并不是出现在一两个关键的区域,而是在多个联合区域发生信息的汇集和整合,并形成一个分布式的层次加工网络。

例如,当对啮齿动物施加同步的视觉和听觉刺激时,初级听觉皮层和初级视觉皮层首先对各自模态的信息进行处理和加工,动物听觉刺激系统中两种信息流首先在顶叶联合皮层中进行汇集和整合,随后输送到额叶区进行高等级认知加工,后脑岛和运动皮层等完成刺激的感觉输出。