人类丘脑底核神经元追踪语音特征并在准备性聆听时与听觉皮层耦合
Human subthalamic neurons track speech features and couple with auditory cortex during preparatory listening
基底节-丘脑-皮层环路多被认为参与言语产生，其在聆听时的作用尚不清楚。研究在脑深部电刺激植入术中让被试完成听音节并复述的三音节任务，用术中微电极记录到205个丘脑底核单元，约39%在聆听时放电频率改变，其中部分单元在发声前携带辅音、元音和位置信息。局部场电位在听觉呈现时出现β频段去同步，锋电位与皮层相位的耦合随单元类型和频段不同，听觉特异单元主要与颞上回在α频段耦合。
在脑深部电刺激植入术中记录205个丘脑底核单元，约39%在听音节时放电频率改变，并用锋电位与皮层相位耦合区分听觉与听觉运动单元。
基底神经节-丘脑-皮层环路被广泛认为参与言语产生，但其在聆听过程中的作用仍未被充分探索。本研究利用深部脑刺激植入术中的听-复述音节三连任务，显示人类丘脑底核（STN）单单位活动在听觉呈现期间受到调制，并且一部分神经元在言语外显起始之前编码语音（辅音和元音）与位置特征。利用术中微电极记录，在205个单位中，约39%的单位在聆听期间放电率发生变化。在这些单位中，听觉音节单位携带语音和/或位置信息，主要见于同样在言语期间受到调制的单位。听觉呈现还诱发STN局部场电位（LFP）的beta频段去同步化，并揭示与皮层的频率特异性棘波-相位耦合（SPC）：听觉特异性单位主要在alpha频段与颞上回（STG）耦合，而在听觉和言语两个时段均受到调制的单位则优先在beta频段与感觉运动区耦合。综上，这些结果表明，在听-复述任务中听觉输入可快速调制人类STN活动，支持STN在听觉-运动整合中的作用，并提示人类皮层-皮层下环路中从聆听到后续言语产生的频率特异性信息路由。
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来源：Nature Communications · nature.com