工作記憶中慢腦振蕩對(duì)區(qū)域間皮層交流的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)

1.研究背景

當(dāng)信息在工作記憶中被處理時(shí)，會(huì)引發(fā)由認(rèn)知控制網(wǎng)絡(luò)組成的背外側(cè)前額葉、前扣帶皮層和后頂葉皮層的神經(jīng)活動(dòng)。認(rèn)知監(jiān)測(cè)功能尤其依賴于前扣帶皮層和后頂葉皮層之間的相互作用。然而，在需要高認(rèn)知控制的情況下，大腦后部區(qū)域動(dòng)態(tài)地訪問(wèn)前額葉資源的確切神經(jīng)機(jī)制仍是未知的。

2.研究方法

2.1、實(shí)驗(yàn)一

被試

0名健康志愿者，5名志愿者由于太多眨眼和水平眼動(dòng)而被剔除?？傆?jì)有效被試25名，16名男性，9名女性。

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

被試需要完成視覺(jué)空間延遲匹配任務(wù)，實(shí)驗(yàn)條件分為保留和操作，低負(fù)荷和高負(fù)荷。

如果方塊是綠色（1個(gè)或4個(gè)），被試需要在記憶維持方塊的位置2000ms（保留條件），如果方塊是紅色（1個(gè)或4個(gè)），被試需要在矩陣中反映出方塊在垂直間隙周圍的位置，并將新的位置保存在記憶中（操作條件）。然后，一個(gè)帶有1個(gè)或4個(gè)灰色標(biāo)記方塊的探測(cè)矩陣(取決于之前展示過(guò)的方塊數(shù)量)呈現(xiàn)2000ms。被試需要按鍵反應(yīng)：方塊是否是記憶過(guò)的方塊位置或鏡像位置是否和探測(cè)矩陣中的方塊匹配。

EEG記錄

記錄64通道的腦電信號(hào)，按照國(guó)際系統(tǒng)10-10放置，接地電極設(shè)置在前額處，腦電記錄頻率為0.016 ~ 80Hz，采樣率為1000Hz，陷波濾波設(shè)置為50Hz，阻抗降到20kΩ以下。

EEG分析

每個(gè)實(shí)驗(yàn)任務(wù)的數(shù)據(jù)被分割為3100 ms的epoch（包括一個(gè)600 ms的基線周期、一個(gè)500 ms的編碼矩陣和一個(gè)2000 ms的延遲周期）。所有人工去除偽跡的試次，包括正確和不正確的回答。保留條件下，負(fù)荷1和負(fù)荷4的無(wú)偽跡試次的平均次數(shù)分別為57.5 (SD = 7.9)和59.4 (SD = 7.03)。對(duì)于操作條件下，無(wú)偽跡試次的平均次數(shù)在負(fù)荷1為58.5 (SD = 7)，在負(fù)荷4為59.1 (SD = 6.3)。下面描述的分析應(yīng)用于2000ms的延遲期。為了進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，將延遲時(shí)間劃分為4個(gè)時(shí)間窗口(time 1：500-1000 ms、time 2:1000-1500 ms、time 3:1500-2000 ms，time 4:2000-2500 ms)。

事件相關(guān)振幅（ERA）增加/減少分析

對(duì)于ERA的計(jì)算，單個(gè)試次首先進(jìn)行復(fù)雜的Morlet小波濾波。數(shù)據(jù)分別進(jìn)行1-30 Hz和30-70 Hz頻率的濾波(低頻使用8個(gè)周期的復(fù)Morlet連續(xù)小波解調(diào)，高頻使用10個(gè)周期的復(fù)Morlet連續(xù)解調(diào))。然后對(duì)每個(gè)條件的濾波試次進(jìn)行振幅估計(jì)值，并計(jì)算ERA。ERA定義為相對(duì)于預(yù)定義基線期([活動(dòng)期基線期]/基線期×100)增加或減少的百分比。在編碼矩陣之前，提取低頻從-500-200 ms和高頻從-300-200 ms的基線周期。從延遲區(qū)間估計(jì)振幅，然后平均為四個(gè)時(shí)間窗口（如上所述）。為了進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，在AFz電極上對(duì)(4-7Hz) ERA進(jìn)行三因素方差分析，CONDITION (retention, manipulation)， LOAD (LOAD 1, LOAD 4)和TIME (TIME 1, TIME 2, TIME 3, TIME 4)。選擇AFz進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)與鄰近電極相比，該位點(diǎn)具有最強(qiáng)的同步化，數(shù)據(jù)呈正態(tài)分布。

Frontal-midline Theta鎖定Gamma調(diào)幅

對(duì)于每一個(gè)實(shí)驗(yàn)任務(wù)，在AFz處的單個(gè)試次相位值theta（5Hz）和估計(jì)gamma在30,40,50,60和70Hz（10Hz frequency bins）的60個(gè)電極位置的幅度值。數(shù)據(jù)呈正態(tài)分布。

作為一項(xiàng)探索性分析，五種方法重復(fù)測(cè)量方差分析，包括頻率(30、40、50、60和70 Hz)、時(shí)間(時(shí)間1、時(shí)間2、時(shí)間3、時(shí)間4)、條件(保留、操作)、負(fù)荷(負(fù)荷1、負(fù)荷4)、以FM-THETA相位分選的gamma振幅為因變量，計(jì)算60個(gè)電極的FM-THETA PHASE (segment 1-10)。這樣做是為了確定是否存在明顯的主效應(yīng)或任何涉及因子FM-THETA相位的相互作用，作為FM-THETA相位調(diào)制gamma振幅的指標(biāo)。探索性分析顯示三電極集群顯示gamma調(diào)幅FM-theta階段：額集群(FP1,F7,FC5, FC1 ,FCz,和FC2)，左顳頂集群(C3,CP1 ,CP3, CP5 ,T7, TP7,P7和P5)，和右顳頂集群(C6, CP6,TP8, P2,P3和P6)。下一步，將分析重點(diǎn)放在這三個(gè)電極簇和五種重復(fù)測(cè)量方差分析上，這些方差分析采用因素FREQUENCY、TIME、CONDITION、LOAD和FM-THETA PHASE，其中前額-中線theta相位排序的gamma振幅在三個(gè)電極簇中均為因變量。

Theta相位和Gamma振幅互相關(guān)

為了進(jìn)一步評(píng)估FM-theta相位是否對(duì)gamma振幅有明顯的調(diào)制作用，在頻率為5 Hz(振幅范圍為+1 ~ 1 μV，采樣頻率為50 Hz)的theta周期余弦函數(shù)，即FM-theta 與gamma振幅平均值相同的時(shí)間分辨率，分別與電極簇內(nèi)每個(gè)任務(wù)的相序的gamma振幅相互關(guān)聯(lián)(見上文)。兩個(gè)完整的theta周期(和等效的有序gamma振幅)被用于交叉相關(guān)性(每個(gè)時(shí)間序列得到20個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn))。如果后gamma振幅不被FM調(diào)制，相位1將期望一個(gè)系數(shù)接近零的平坦交叉相關(guān)圖。然而，F(xiàn)M-theta相位系統(tǒng)的gamma振幅調(diào)制應(yīng)該會(huì)產(chǎn)生一個(gè)明顯的峰值不同于零的交叉相關(guān)圖。這種互相關(guān)聯(lián)的方法分別應(yīng)用于每個(gè)參與者。交互相關(guān)圖的極大值被用作測(cè)量伽瑪振幅的相位調(diào)制。接下來(lái)，在每個(gè)參與者的單次試驗(yàn)中，F(xiàn)M-Theta相位和gamma幅值從先前確定的電極簇被一次試驗(yàn)移動(dòng)。因此，在這些移位的數(shù)據(jù)中，F(xiàn)M-theta和遠(yuǎn)端gamma振幅之間不應(yīng)該再有很強(qiáng)的關(guān)聯(lián)。對(duì)移位的數(shù)據(jù)重復(fù)使用互相關(guān)方法。對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行Fisher-Z變換后，交叉相關(guān)圖的極大值與真實(shí)數(shù)據(jù)的極大值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)比較。即使在Fisher- z變換之后，數(shù)據(jù)也不是正態(tài)分布的。因此，單尾Wilcoxon檢驗(yàn)被用來(lái)比較真實(shí)數(shù)據(jù)和移動(dòng)數(shù)據(jù)的交叉相關(guān)系數(shù)為每個(gè)任務(wù)條件和電極集群分別。結(jié)果經(jīng)過(guò)多次比較的FDR校正。

2.2、實(shí)驗(yàn)二

被試

10名健康志愿者，6女4男。

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

與實(shí)驗(yàn)1相似。例外是，只使用了4個(gè)必須經(jīng)過(guò)心理操縱的項(xiàng)目(操縱負(fù)荷4)。該實(shí)驗(yàn)共包括280個(gè)試次。在每一個(gè)試次中，記憶組呈現(xiàn)500ms，然后是2000ms的延遲期和2000ms的探測(cè)刺激的呈現(xiàn)，以及1500-2000ms的試次間隔(詳情見實(shí)驗(yàn)1)。然而，在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，在210個(gè)試次中，TMS三次脈沖在延遲期內(nèi)被發(fā)送。在記憶設(shè)置偏移后，三次脈沖開始在500 – 1500ms之間抖動(dòng)。受試者被要求盡可能正確地回答問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)開始時(shí)進(jìn)行了訓(xùn)練。

腦電數(shù)據(jù)采集

使用和TMS兼容的電極帽，根據(jù)擴(kuò)展的10-10系統(tǒng)排列的30個(gè)頭皮位置記錄腦電數(shù)據(jù)。信號(hào)在0.016 -80Hz的頻率范圍內(nèi)以1000Hz的頻率采集(50Hz的陷波濾波)。在記錄過(guò)程中，使用鼻尖參考，并將接地電極放置在電極位置FPz。記錄水平和垂直EOG。

TMS方案

TMS刺激器和一個(gè)7cm的8字形線圈。在TMS試驗(yàn)中，在個(gè)體靜息運(yùn)動(dòng)閾值為80%，50Hz三脈沖被傳送到右頂葉皮層。刺激部位為CP6電極位置，位于實(shí)驗(yàn)1中右后電極簇的正中央。平均刺激強(qiáng)度為43.7 % (SD = 5.4)的最大刺激輸出。三次脈沖是在延遲期間進(jìn)行的，在整個(gè)試驗(yàn)中出現(xiàn)了起搏器抖動(dòng)(見上文)。整個(gè)過(guò)程記錄腦電信號(hào)。

EEG數(shù)據(jù)分析

按照實(shí)驗(yàn)1的描述進(jìn)行預(yù)處理和去偽跡。數(shù)據(jù)被分割成：從TMS三脈沖開始-1000ms開始，到TMS三脈沖開始時(shí)結(jié)束。對(duì)電極位置的AFz段進(jìn)行4 ~ 7 Hz的濾波，得到瞬時(shí)相位。腦電階段起始于基于triple-pulse前聚集91 ms(中心頻率的半周期在5.5Hz)的TMS開始階段，以避免結(jié)果被過(guò)濾的影響。

2.3、實(shí)驗(yàn)三

被試

10名健康志愿者(5男5女；實(shí)驗(yàn)3a的平均年齡為25.3歲(SD = 7.5))。11名健康志愿者(7女3男；平均年齡27.33歲，(SD = 6.6))。

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

類似的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)2是用于控制實(shí)驗(yàn)3 a和b。實(shí)驗(yàn)3所不同的是為了建立是否FM-theta phase-dependent性能損傷是由于未指明的經(jīng)顱磁刺激效應(yīng)(如點(diǎn)擊噪音)或顳頂刺激本身。我們?cè)谝粋€(gè)不應(yīng)該涉及到任務(wù)的控制點(diǎn)上進(jìn)行刺激，即頂點(diǎn)。在實(shí)驗(yàn)3b中，目的是調(diào)查一個(gè)項(xiàng)目的保留(后驗(yàn)gamma被鎖定在FM-theta的峰值)是否可以被TMS類似地干擾。因此，被試只進(jìn)行實(shí)驗(yàn)1中最簡(jiǎn)單的任務(wù)(保留負(fù)荷1)。每組共280個(gè)試次。在每一個(gè)實(shí)驗(yàn)中，記憶組呈現(xiàn)500ms，然后是2000ms的延遲和2000ms探測(cè)刺激的呈現(xiàn)，以及1500-2000ms的試次間隔(詳情見實(shí)驗(yàn)2)。在每個(gè)實(shí)驗(yàn)的210個(gè)試次中，TMS三次脈沖在延遲期內(nèi)被發(fā)送。在記憶設(shè)置偏移后，三脈沖的開始在500 – 1500ms之間抖動(dòng)。受試者被要求盡可能正確地回答問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)開始時(shí)進(jìn)行了訓(xùn)練。

EEG記錄

根據(jù)擴(kuò)展的10-10系統(tǒng)，使用與TMS兼容的電極帽，記錄30個(gè)頭皮位置的腦電數(shù)據(jù)。信號(hào)在0.016 - 80hz的頻率范圍內(nèi)以1000Hz的頻率采集(50Hz的陷波濾波)。在記錄過(guò)程中，使用鼻尖參考，并將接地電極放置在電極位置FPz。記錄水平和垂直EOG。

TMS方案

使用PowerMag Research 100 TMS刺激器(Mag& More)和7cm的8字形線圈(Mag& More)。在經(jīng)顱磁刺激試驗(yàn)中，在個(gè)體靜息運(yùn)動(dòng)閾值的80%給予50Hz三脈沖。實(shí)驗(yàn)3a將三次脈沖發(fā)送到頂點(diǎn)(刺激部位為腦電電極Cz點(diǎn)；平均刺激強(qiáng)度為43.0 % (SD = 5.5)的最大刺激輸出。而在實(shí)驗(yàn)3b中，三脈沖被傳遞到右頂葉皮層(在腦電電極位置CP6上，與實(shí)驗(yàn)1相同，也是實(shí)驗(yàn)2的刺激部位；平均刺激強(qiáng)度為41.8 % (SD = 6.9)的最大刺激輸出)。在這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中，三次脈沖都是在延遲期間傳遞的。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中都記錄腦電。

EEG數(shù)據(jù)分析

與實(shí)驗(yàn)2所描述的一樣。

2.4、實(shí)驗(yàn)四

被試

15名健康志愿者(14女1男)。利用G*Power進(jìn)行先驗(yàn)功率分析。效應(yīng)大小基于實(shí)驗(yàn)2。然而，由于實(shí)驗(yàn)2測(cè)試的樣本量較小，且效應(yīng)量非常高，因此實(shí)驗(yàn)2中報(bào)告的效應(yīng)量只有三分之一被用于先驗(yàn)功率分析。當(dāng)f = .2, alpha = .05和1-beta = .8時(shí)，建議樣本量為14。一名被試由于高度不適而沒(méi)有完成額葉TMS測(cè)試，另一名被試由于在頂葉TMS測(cè)試中表現(xiàn)出非常低的表現(xiàn)(低于平均值2.5個(gè)標(biāo)準(zhǔn))而被排除在統(tǒng)計(jì)分析之外。

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用與實(shí)驗(yàn)2相似的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。然而，采用了在不同的時(shí)間進(jìn)行兩次TMS治療的被試內(nèi)設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)一階段被試右頂葉皮層(10- 10系統(tǒng)腦電電極位置CP6)經(jīng)顱磁刺激與實(shí)驗(yàn)二完全相同。在另一組中，TMS傳遞到右額葉皮層(電極位置FC6)，該部位對(duì)皮膚感覺(jué)和肌肉抽搐的控制要優(yōu)于實(shí)驗(yàn)3a中對(duì)頂點(diǎn)的刺激。本實(shí)驗(yàn)的被試內(nèi)部設(shè)計(jì)允許直接比較經(jīng)顱磁刺激傳遞到頂葉部位和對(duì)照組部位。此外，CP6刺激過(guò)程被認(rèn)為是實(shí)驗(yàn)2的內(nèi)部復(fù)制嘗試。

TMS方案

使用PowerMag Research 100 TMS刺激器(Mag&More)和一個(gè)7cm的8字形線圈(Mag&More)。在經(jīng)顱磁刺激試驗(yàn)中，在個(gè)體靜息運(yùn)動(dòng)閾值的80%給予50Hz三脈沖。在右頂葉TMS過(guò)程中，三脈沖在腦電電極位置CP6發(fā)出(與實(shí)驗(yàn)2相同；平均刺激強(qiáng)度為40.3 % (SD = 4.8)的最大刺激輸出)。而在右額葉TMS過(guò)程中，三次脈沖在腦電電極位置FC6(刺激強(qiáng)度與其他過(guò)程相同；然而在6名參與者中，強(qiáng)度必須降低，因?yàn)?0%的靜息運(yùn)動(dòng)閾值太不舒服而無(wú)法承受(平均刺激強(qiáng)度為37.3% (SD = 5.9)最大刺激輸出)。在這兩組試驗(yàn)中，三次脈沖都是在延遲期間進(jìn)行的，在試驗(yàn)中出現(xiàn)了起搏抖動(dòng)(見上文)。使用無(wú)框架立體定向神經(jīng)導(dǎo)航設(shè)備(Mag& More PowerMag View!)監(jiān)測(cè)TMS線圈位置。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中都記錄腦電信號(hào)。

EEG數(shù)據(jù)分析

預(yù)處理和人工去偽跡按照實(shí)驗(yàn)2的描述進(jìn)行。數(shù)據(jù)被分割成：從TMS三脈沖開始前1000ms開始，到TMS三脈沖開始時(shí)結(jié)束。對(duì)電極位置的AFz段進(jìn)行4 ~ 7 Hz的濾波，得到瞬時(shí)相位。在TMS開始時(shí)，基于三脈沖(5.5 Hz中心頻率的半周期)之前采集的91 ms值估計(jì)腦電相位，以避免結(jié)果受到分割邊緣濾波器振動(dòng)偽跡的影響。然后將試驗(yàn)分為10個(gè)FM-theta階段箱36個(gè)，并計(jì)算每個(gè)階段箱的正確應(yīng)答率。

對(duì)TMS SITE (CP6 vs. FC6)和THETA PHASE因素的正確反應(yīng)率進(jìn)行了二因素重復(fù)測(cè)量方差分析。為了評(píng)估實(shí)驗(yàn)2和實(shí)驗(yàn)3的結(jié)果是否被實(shí)驗(yàn)4重復(fù)/復(fù)制，分別對(duì)CP6(如實(shí)驗(yàn)2)和FC6(如實(shí)驗(yàn)3)進(jìn)行了兩個(gè)單因素重復(fù)測(cè)量方差分析。最后，實(shí)驗(yàn)2的數(shù)據(jù)集和實(shí)驗(yàn)4的CP6增產(chǎn)條件進(jìn)行了合并，在更大的樣本上進(jìn)行了帶有因子THETA PHASE的單向重復(fù)測(cè)量方差分析。

3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果

圖1a & b 實(shí)驗(yàn)范式和行為結(jié)果

圖2c 負(fù)荷4和負(fù)荷1之間FM-theta活動(dòng)差異的地形分布。

圖解：圖為實(shí)驗(yàn)范式，行為結(jié)果和FM - Theta振幅

結(jié)果表明，在記憶保持條件下，1個(gè)或4個(gè)物品的空間位置被保留了2000 ms，并與探測(cè)進(jìn)行了比較。在操作條件下，物品的空間位置必須在心理上反映在網(wǎng)格的垂直間隙周圍，保留在記憶中，并與探測(cè)進(jìn)行比較。b圖：實(shí)驗(yàn)1中四種情況的準(zhǔn)確率(百分比)。紅色的小提琴元素表示Load 1，綠色的小提琴元素表示Load 4。c圖：AFz電極上任務(wù)相關(guān)的FM-theta振幅在延遲期間增加。值超過(guò)100%表示與基線相比振幅增加。誤差條表示均值的標(biāo)準(zhǔn)誤差。c圖顯示了負(fù)荷4和負(fù)荷1之間FM-theta活動(dòng)差異的地形分布。

實(shí)驗(yàn)一結(jié)果

使用配對(duì)樣本t檢驗(yàn)分別評(píng)估額中線和右側(cè)顳頂葉區(qū)域間頻率內(nèi)相位相干性。與刺激前基線間隔相比，在電極位置AFz和P2之間保留4個(gè)項(xiàng)目的延遲間隔的前500ms內(nèi)，theta相位一致性僅明顯增加(p < .05)。在任何其他的時(shí)間間隔和任何其他的實(shí)驗(yàn)條件下，以及任何進(jìn)一步的電極對(duì)在theta或gamma頻率下，相位相干性都沒(méi)有明顯的增加。因此，在192個(gè)比較中，只有一個(gè)在未校正的5%明顯水平上明顯。結(jié)果沒(méi)有發(fā)現(xiàn)在延遲期間額中線和右側(cè)顳頂葉電極之間的一致性增加。鑒于右側(cè)顳頂葉gamma振幅與任務(wù)難度不同的FM-theta相位相關(guān)，我們預(yù)測(cè)，用經(jīng)顱磁刺激(TMS)干擾顳頂葉區(qū)域快速節(jié)律性腦活動(dòng)的影響應(yīng)該取決于TMS脈沖相對(duì)于正在進(jìn)行的FM-theta階段的時(shí)間(見實(shí)驗(yàn)2)。

實(shí)驗(yàn)二結(jié)果

與我們?cè)诔跏寄X電數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)的模式非常一致(圖2a)，在刺激開始時(shí)，TMS依賴于FM-theta相位明顯調(diào)節(jié)任務(wù)績(jī)效。重要的是，右側(cè)顳頂葉TMS在FM-theta周期高峰時(shí)的作用幾乎對(duì)任務(wù)表現(xiàn)沒(méi)有任何影響。然而，如果在FM-theta波谷前不久，實(shí)驗(yàn)1中增加的gamma振幅被鎖定的階段，右側(cè)后顱磁刺激導(dǎo)致性能下降，接近機(jī)會(huì)水平(圖2b)。這直接表明任務(wù)相關(guān)右顳頂神經(jīng)活動(dòng)是FM-theta波脈沖和同步。

圖2a 基于任務(wù)的后gamma波段活動(dòng)嵌套到FM-theta波

圖2b. 基于任務(wù)的后gamma波段活動(dòng)嵌套到FM-theta相位特異性TMS效應(yīng)。圖解：基于任務(wù)的后gamma波段活動(dòng)嵌套到FM-theta波和FM-theta相位特異性TMS效應(yīng)。在延遲期間，F(xiàn)M-theta鎖相右顳頂葉gamma振幅(實(shí)驗(yàn)1)。a圖中藍(lán)色陰影區(qū)域電極位置的平均z變換后的gamma幅值表示為從電極位置AFz提取的FM-theta相位的函數(shù)。暖色表示較強(qiáng)的gamma振幅。在x軸上，顯示了覆蓋一個(gè)完整的FM-theta循環(huán)的十個(gè)FM-theta相位箱。y軸的四條線代表根據(jù)任務(wù)難度排序的四種實(shí)驗(yàn)條件。注意，在實(shí)驗(yàn)條件下需要的認(rèn)知控制越多(保持load1 < 操作load1 < 保持load 4 < 操作load 4)后gamma活動(dòng)多嵌套入FM-theta期。b圖：右顳頂葉三脈沖rTMS對(duì)四項(xiàng)操作任務(wù)精度的影響(實(shí)驗(yàn)2)。rTMS破壞效應(yīng)的強(qiáng)度取決于刺激開始時(shí)的瞬時(shí)FM-theta相位。當(dāng)后驗(yàn)rTMS應(yīng)用于接近FM-theta波谷的位置時(shí)，即腦電gamma活動(dòng)嵌套的敏感期，實(shí)驗(yàn)1平均正確率下降到接近機(jī)會(huì)水平。x軸上的10個(gè)FM-theta相位箱從a對(duì)齊到FM-theta相位。點(diǎn)表示單個(gè)受試者數(shù)據(jù)。折線圖表示樣本均值，以均值的標(biāo)準(zhǔn)誤差作為誤差條

實(shí)驗(yàn)三結(jié)果

在FM-theta波谷處的相位特異性干擾不是一種非特異性效應(yīng)，而是針對(duì)開始前端最困難的實(shí)驗(yàn)條件，即也顯示后gamma活動(dòng)鎖定在FM-theta波谷的條件。然而，應(yīng)該注意的是，大多數(shù)被試在最簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)條件下(保留一個(gè)項(xiàng)目)的表現(xiàn)在天花板上或非常接近天花板，即正確回答平均得分為97.0% (STD = 7.89)。這也可以解釋為什么在FM-theta峰值(最容易的條件下的階段)時(shí)的TMS不會(huì)影響任務(wù)性能。

實(shí)驗(yàn)四結(jié)果

總體而言，實(shí)驗(yàn)4的參與者比實(shí)驗(yàn)2的參與者做得好得多，這或許可以解釋效應(yīng)量的減少。實(shí)驗(yàn)四中部分被試的表現(xiàn)接近上限水平，這可能導(dǎo)致經(jīng)顱磁刺激對(duì)表現(xiàn)的調(diào)節(jié)較少。在控制條件下，右前額-中央TMS對(duì)任務(wù)績(jī)效的影響不明顯。最后，將實(shí)驗(yàn)2和實(shí)驗(yàn)4的右頂葉TMS會(huì)話數(shù)據(jù)放在一起，并使用單向重復(fù)測(cè)量方差分析。theta相位因子的主效應(yīng)明顯(見附圖2b)。

4.結(jié)論

目前的研究結(jié)果表明，后gamma活動(dòng)相對(duì)于FM-theta峰或谷的排列代表了一種有效的門控機(jī)制，它通過(guò)前后神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)同步或去同步來(lái)控制對(duì)額葉認(rèn)知資源的訪問(wèn)/分配。同樣，當(dāng)健康的年輕參與者從事高要求的工作記憶任務(wù)時(shí)，這種主動(dòng)解耦機(jī)制也可以在默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)中找到。

5.參考文獻(xiàn)及DOI號(hào)

Berger, B., Griesmayr, B., Minarik, T., Biel, A. L., Pinal, D., Sterr, A., & Sauseng, P. (2019). Dynamic regulation of interregional cortical communication by slow brain oscillations during working memory. Nature communications, 10(1), 1-11.

DOI：10.1038/s41467-019-12057-0