白质由轴突组成,在灰质之间传递信息,其对大脑功能的正常运转十分重要。白质功能活动可以通过功能磁共振成像(fMRI)技术进行检测。先前的研究主要将白质纤维束作为一个统一的整体进行分析,忽视了纤维束内部的功能异质性。通过群体感受野(pRF)模型分析人脑连接组计划(HCP)的7T视网膜拓扑数据集,并结合一般线性模型(GLM)分析HCP工作记忆数据集,中国科学技术大学邱本胜教授课题组揭示了视放射(OR)子束的视网膜拓扑特性及OR在视觉工作记忆中的功能作用。该研究为个体水平评估白质功能提供了新范式并拓宽了人们对OR功能的认识。
OR连接外侧膝状体(LGN)和初级视觉皮层(V1)。根据OR在V1的投射位置,将其分为三个子束,中央视野子束位于大脑外侧和纤维束的中间部分,外周视野子束位于大脑内侧和纤维束外侧部分,子束的相对位置与纤维束追踪研究及尸检解剖结果一致。pRF模型分析揭示了OR子束的对侧视野表征特性,且感受野大小与离心度呈现显著的正相关。OR子束和相应V1子区域的pRF特性显示出高度的相似性。GLM分析表明,在OR子束及LGN、V1子区域,2bk激活显著大于0bk,且仅有OR的2bk-0bk对比度与2bk任务d-prime呈现显著正相关,揭示OR在工作记忆中的重要作用。这些发现表明,OR子束的BOLD信号编码了高保真的视觉信息,表明在子束水平进行白质功能分析的可行性。此外,OR不仅自下而上传递视觉信息,还参与自上而下的认知过程,如视觉工作记忆。
研究于2024年8月2日发表于神经成像领域的高影响力期刊《Human Brain Mapping》。中国科学技术大学王艳明博士为第一作者,邱本胜教授和王潇潇特任副研究员为共同通讯作者。该研究得到了科技创新2030重大项目和国家重点研发计划项目的支持。
Wang, Y., Wang, H., Hu, S., Nguchu, B. A., Zhang, D., Chen, S., Ji, Y., Qiu, B., & Wang, X. (2024). Sub-bundle based analysis reveals the role of human optic radiation in visual working memory. Human Brain Mapping, 45(11), e26800. https://doi.org/10.1002/hbm.26800
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