脑磁图揭示阿尔法同步与空间注意之间的因果关系

研究背景：

注意力的一个主要功能是过滤掉分散注意力的信息。前人已经提出的过滤机制包括调节放电率和同步活动的内部和跨大脑结构涉及控制注意力和感觉处理区域。阿尔法同步似乎会影响刺激呈现期间以及刺激前间隔期间的感觉处理。它被认为是一种抑制无关感觉和任务信息处理的机制，可能通过控制不同大脑结构的信息流。一个半球阿尔法波同步的增加与对侧视野的注意力减少有关，而阿尔法波同步的减少与对侧视野的知觉警觉性和注意力有关。

对人类来说，神经反馈可以基于脑电图、脑磁图(MEG)或功能磁共振成像(fMRI)获得的神经活动的测量，通过感觉反馈实时呈现给参与者。在本项研究中，研究者使用脑磁图神经反馈来阐明阿尔法同步和空间注意之间的因果关系。阿尔法主要是由顶叶皮层记录的，而顶叶皮层在注意力的控制中起着重要的作用。在脑磁图研究中，顶叶皮层也是阿尔法同步的一个主要来源，如下图B所示。

研究方法：

每次神经反馈试验包括一个5s基线，随后是一个5s神经反馈部分，在此期间实时阿尔法波不对称指数(AAI)控制屏幕中央呈现的光栅图案的可见性。AAI阴性设置为能见度为0%，AAI阳性设置为能见度从0%到100%的线性确定。当注视十字变成黑色时，参与者被指示注视屏幕的中心，并努力提高光栅图案的可见性。在神经反馈部分的末端，将光栅图从屏幕上移除，经过3s的延迟周期，第二个光栅图以完全可见的方式出现，其方向与第一个光栅图相同或有±5°的不同。被试进行了一项两种选择的强迫选择任务，报告他们的方向。

图1 实验设计

研究结果：

研究表明在神经反馈试验中受试者能够控制顶叶阿尔法波的不对称性来增强图案的对比度。为了测试在神经反馈过程中对顶叶皮层的阿尔法功率的调节是否引起视觉处理中的空间偏差，研究者设置了探针刺激（在屏幕两侧开闪光灯）。结果显示，左神经反馈训练组的视觉皮层对右侧屏幕的闪光表现出更大的反应，而右神经反馈训练组的视觉皮层对左侧屏幕的闪光表现出更大的反应。

图2 神经反馈过程中Alpha功率的调节

参考文献：

Bagherzadeh, Y., Baldauf, D., Pantazis, D., & Desimone, R. (2020). Alpha Synchrony and the Neurofeedback Control of Spatial Attention. Neuron, 105(3), 577–587.e5.