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巴甫洛夫条件化改变初级感觉皮层的反应特性

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德国海德尔堡大学的研究者近日对巴甫洛夫条件化对于大脑体感诱发电位、肌电反应以及被试对于刺激强度的判断、厌恶程度如何等进行了一项研究。结果表明,初级躯体感觉皮层(SI)对联合型学习的记忆加工过程有一定的贡献,并且触觉反应的条件化可能会影响慢性痛病人对于疼痛刺激的感知。巴甫洛夫条件反射是一种联合型学习模式。通过将无害的条件刺激(CS)与非条件刺激(US)反复结合,使得CS引起与US近似的反应,即条件化反应。研究者推测,巴甫洛夫条件化对于痛相关反应的获得和加剧可能具有重要的作用。在正电子发射断层扫描和功能磁共振成像(fMRI)研究中发现,在前扣带回、岛叶、杏仁核、小脑和丘脑等区域发现,正性条件刺激(CS+, 即CS之后跟随US)和负性条件刺激(CS-, 即CS之后不跟随US)之间存在活动差异。动物实验也表明,巴甫洛夫条件化会改变初级听觉皮层和初级感觉皮层(SI)单个神经元的感受野特性。但是上述研究都只针对经典条件反射中US对SⅠ反应的影响,并未探讨过CS+和CS-对SⅠ活动的影响。本论文的作者利用17名健康被试,对厌恶性巴甫洛夫条件化作用对于SI功能的影响进行了研究。他们将被试分为实验组和对照组。实验组九名被试的左手或右手食指随机施予无伤害的刺激,紧随其后在其腰部施予致痛的电击刺激,而另一只手的食指同样施予无伤害性刺激,但却不跟随疼痛刺激。对照组八名被试在双手食指随机给予相同概率的无害或疼痛刺激。在刺激过程中利用60个脑电电极记录大脑的反应。获得的数据包括:采集自左皱眉肌的肌电图,被试对刺激强度的判断、厌恶感以及对CS-US之间关联性的判断。数据分析结果显示,只有实验组显示出肌电的条件化作用、差异的关联性判断,以及脑电图中CS引起的偶极子方向改变和US引起的偶极距增加。被试对于刺激强度和不愉快感的评分呈现非特异的改变,表现为组间和不同的刺激条件之间没有差异。这些结果提示SI对联合型学习的记忆加工过程有一定的贡献,。在论文的最后,作者推断在知觉与记忆之间有着非常紧密的联系,一些负责知觉的脑区同样对于记忆的加工过程有所贡献,随着fMRI和经颅磁刺激技术在这个领域内的应用,记忆与体感刺激之间的网络关系都会变的愈加明晰。

 

(Eugen Diesch and Herta Flor, Pain 131 (2007) 171–180, 张婷 王玮 译,王锦琰 校)

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