Как саккады влияют на функциональную модульность в зрительной коре человека

Влияние саккад на функциональную модульность в зрительной коре человека

Зрительная кора, которая отвечает за обработку визуальной информации, предполагается, что обладает как дорсовентральной, так и гемисферной модульностью. Однако неизвестно, возникают ли одни и те же функциональные модули спонтанно в результате несупервизированного анализа сети, и как они взаимодействуют, когда саккады требуют увеличенного обмена пространственной информацией. В данной работе мы разбираем эти вопросы, применяя анализ графовой теории к данным функциональной магнитно-резонансной томографии (fMRI). В исследовании участники принимали решение, изменились ли форма или ориентация объекта, с или без интервенции саккады через объект. Используя активацию, полученную от 50 зрительных связанных корковых узлов, мы идентифицировали локальные и глобальные свойства сети.

Методы анализа и экспериментальные данные

Для анализа модульности выявили три подсети во время фиксации: двустороннюю парето-фронтальную сеть, связывающую области, вовлеченные в визуально-пространственную обработку, и две латерализованные окципито-темпоральные сети, связывающие области, связанные с обработкой характеристик объектов. Когда горизонтальные саккады требовали визуальных сравнений между визуальными геми-полями, функциональная взаимосвязанность и передача информации увеличивались, и две латерализованные вентральные модули становились функционально интегрированными в единую двустороннюю подсеть.

Результаты исследования

В наших результатах подтверждается функциональная модульность в визуальной системе, а также обнаруживается, что гемисферные субсети изменяются и функционально интегрируются во время саккад. Например, модули, связанные с зеркальными движениями глаз, создают области высокой корреляции в глобальной модели сети.

Глобальные и локальные сетевые свойства

Анализ графовой теории выделяет глобальные и локальные сетевые свойства, где коэффициент кластеризации обеспечивает измерение функциональной сегрегации на локальном уровне, а глобальная эффективность оценивает функциональную интеграцию на уровне всей сети. Эти меры показали значительные отличия между данными фиксации и саккад, свидетельствующие об увеличении функциональной сегрегации и интеграции во время саккад.

• Коэффициент кластеризации во время саккад значительно увеличился.
• Глобальная эффективность в условиях саккад также показала статистически значимое увеличение.

Модульность и центральность собственного в фиксированных условиях

Во время фиксации визуальные узлы организовались в три модуля, включая двусторонний дорсальный модуль и два латерализованных вентральных модуля. Это подтверждает гибкость визуальной системы в ответ на визуальные входы и ее способность интегрировать информацию в реальном времени, особенно в контексте саккад.

Влияние саккад на модульность

Влияние саккад на категориальные модули справедливое и демонстрирует, как с помощью графовой теории можно измерить степени модульности корковых узлов в условиях различных зрительных задач. Была подтверждена гипотеза о том, что самая значимая модификация происходит в латерализованных модулях при выполнении визуальных саккад. Институты интеграции, активные во время последовательных зрительных ресурсов, в свою очередь придают значение скрытым физическим сигналам и состояниям мозга.

Заключение

Таким образом, результаты нашего анализа подтверждают важность изучения взаимодействия между модулями в визуальных системах, а также подтверждают роль саккад в перераспределении функций между корковыми узлами. Это подчеркивает необходимость более глубокого понимания динамики мозговой активности в условиях активного восприятия.