近日,我院教师马文博在神经科学领域中科院1区top期刊《Neuroimage》上发表了题为“Tuantifying task-locked information transmission between cortical areas with TMS-EEG”的研究论文 (Ding, Ma et al. 2025)。马文博老师为论文的共同第一作者。该研究由我院马文博老师与华南理工大学丁兆环合作完成,北京师范大学张鸣沙教授、华南理工大学李小俚教授对该工作进行了指导。
神经科学研究的一个关键目标是定义人类大脑的“连接性”,包括结构连接和功能连接。在人脑中构建神经连接组可以帮助更好地理解大脑与行为之间的关系。经颅磁刺激同步脑电(TMS-EEG)方法提供了有关神经活动激活模式起源的因果模型,并可定义区域之间的连接结构。与功能磁共振成像(fMRI)等成像技术相比,这种技术提供了更高的时间分辨率和更低的实验成本,为测量有效连接性和描述皮层区域之间的因果互动提供了独特手段,可以解释一个脑区的激活如何影响另一个脑区的激活。然而,传统的TMS-EEG技术无法跟踪可能参与认知处理的皮层区域之间的信息传输动态信息。本研究旨在探究任务锁定的TMS-EEG可以是否揭示相关皮层区域之间的信息流传递,并判断其是否随着任务的进展呈现系统动态变化。
本研究创新地使用视觉-眼跳任务锁定的TMS技术(如下图),使用了定向传递函数(DTF)来量化不同任务节点时皮层通路间信息流,并将不同时间点的功能连接性链接,结果发现在眼跳任务不同阶段下皮层区域信息流变化有显著差异:在刺激出现后的0毫秒和之后的50毫秒,C3位点显示出信息的显著外流,而在刺激后的50毫秒和100毫秒,P3位点显示出显著的信息外流。本研究提出了一种利用TMS-EEG技术量化皮层区域之间动态因果影响的新方法,支持了TMS-EEG技术在描述任务过程中的神经影像学潜力。
马文博老师长期以来致力于以视觉-眼跳为行为范式,以TMS、EEG等为研究手段,聚焦于神经科学与心理学方面的研究,此次研究成果的发表,再次彰显了川北医学院在该领域的科研实力和影响力。未来,团队将继续深入研究,并拓宽研究领域,为推动神经科学、心理学、精神医学的发展做出更大贡献。