2023年12月7日，华南师范大学陈骐、韩彪团队在Cerebral Cortex 上发表了题为“Electrical Stimulation Induced Self-related Auditory Hallucinations Correlate with Oscillatory Power Change in the Default Mode Network”的文章，自我相关听幻觉与默认网络的活动密切相关，尤其在alpha和gamma频段中表现出显著的正能量变化，这突显了默认网络在处理自我相关信息时的关键作用，为理解自我相关知觉与神经振荡活动之间的关系提供了新的见解。
自我是一个备受关注的重要概念，在历史上一直是哲学家和心理学家研究的焦点。心理学对自我的探索可以追溯到学科早期，而认知神经科学家对自我神经基础的研究始于上世纪90年代末。当信息与自我相关时，个体表现出更好的记忆保持和认知加工。这引发了关于大脑是否存在专门加工自我相关信息的机制的讨论 （Gillihan and Farah, 2005）。
默认网络（Default Mode Network，DMN）在加工和表征大脑中的自我相关信息方面扮演着关键角色。默认网络与自我之间的强烈关联已在大多数神经影像研究中得到验证（Qin and Northoff, 2011; Menon, 2023）。然而，有关默认网络具体神经振荡机制及其与自我相关信息加工的关系仍不清楚。
大脑电刺激（Electrical Brain Stimulation，EBS）是一种在临床实践中常用的强大技术，被用于评估癫痫患者和脑肿瘤手术。这种方法通过对大脑皮层进行电刺激，为研究感知觉、思维和行为的神经基础提供了直接观察的机会。
本研究利用EBS探究了自我相关听幻觉与默认网络的神经振荡活动之间的关系。这一研究有助于填补关于自我相关信息加工处理的神经机制的研究空白，为深入了解自我在大脑中的表征提供了新的视角。
根据现有的神经成像研究，已经表明自我相关信息的加工与默认网络的激活存在关联。研究者假设自我相关听幻觉可能与默认网络的神经振荡活动相关。为了深入探讨自我相关听幻觉背后的神经振荡机制，研究人员分析了癫痫患者的临床数据。这些患者因为临床需要接受了深度电极的植入手术。在手术后的两周内，患者在医院房间进行监测。在此期间，专业医生对一些脑区进行电刺激映射，同时记录了sEEG信号和相应的视频。需要强调的是，这种映射并非特意为本研究而设计，而是为了识别不同脑区的功能，以便进行手术规划。研究人员在一个较大的患者库中发现了7名患者在电刺激后经历了听觉言语幻觉，共记录到了22次听幻觉的经历。与最近关于电刺激诱发听幻觉的研究一致（Jaroszynski et al. 2022），此研究同样观察到听幻觉的诱发主要来自于特异性的刺激颞叶上区，且感知到的幻觉均呈现在刺激半球的对侧。随后，研究人员根据听幻觉的内容将其分为自我相关和其他相关两种条件。为了进行对比分析，研究采用了刺激电流较低且未引发听幻觉的试次作为无幻觉条件。
图1 示例患者的刺激点和记录点的可视化图，以及电刺激记录的原始信号和去除伪迹后恢复的信号的示例。
电刺激数据分析的一个主要难点在于如何有效地消除伪迹，即由于电刺激引起的不良影响。为了消除电刺激伪影，研究人员采用了基于无监督字典学习的模板减法方法（Caldwell et al. 2020）。这种方法有助于提高对电刺激引起的伪迹的识别和去除效果，从而更准确地进行电刺激数据的分析和解释（图1B）。
图2 22次产生听幻觉的刺激位点的位置
通过比较自我相关和其他相关的听幻觉条件之间在默认网络不同频段(theta: 4 - 8 Hz; alpha: 8 - 14 Hz; beta: 14 - 30 Hz; gamma: 30 - 150 Hz) 的神经振荡能量变化差异 （研究人员定义了能量变化为听幻觉和无幻觉条件之间的能量差值），研究结果表明，与其他相关的条件相比，在自我相关听幻觉中的alpha和gamma频段的能量变化显著增加（图3）。为了验证研究的主要结果，研究人员也进行了熟悉度和清晰度等因素的控制性分析，结果显示默认网络观察到的效应与这些因素无关。这些控制性分析的研究结果强调了在加工自我相关听觉幻觉过程中，默认网络alpha和gamma能量变化的显著功能作用。
图3 （A）在标准平均脑上显示了默认网络中的所有记录位点。（B）自我相关和其他相关听幻觉之间在不同频段的平均能量变化对比图。（C）自我相关和其他相关听幻觉的平均能量变化的时频结果。（D）自我相关和其他相关听幻觉随时间的平均能量变化。时间点0对应于电刺激的开始。
文章结论与讨论，启发与展望
在本研究中，通过电刺激和颅内记录技术，深入研究了默认网络在加工自我相关听觉知觉中的作用。结果显示，相较于其他相关幻觉，自我相关听幻觉在DMN呈现较强的alpha和gamma频段正向能量变化。这一发现揭示了DMN在自我相关过程中的独特作用。
总体而言，本研究深化了人们对DMN在自我相关过程中的理解。对于未来研究，建议探讨默认网络是如何与其他网络交流增强自我信息加工这一过程。对于自我相关信息加工过程的认知神经机制，尤其是在alpha和gamma频段振荡的作用方面，还需要更深入的研究。这些研究将有助于更全面地理解自我的神经基础，为精神疾病等方面的研究提供新的视角和启示。
论文链接：https://url.scnu.edu.cn/record/view/index.html?key=14c6af5f8abd36bc28203591e2c2138d
华南师范大学心理学院博士生杨静和副研究员沈路为论文的第一作者，华南师范大学心理学院陈骐教授和副研究员韩彪为本文通讯作者。该项工作得到了国家自然科学基金、广东省自然科学基金、广州市基础研究计划以及教育部高校人文社会科学重点研究基地项目的支持。韩彪博士欢迎对大脑是如何工作的这一基础问题感兴趣，并具备一定数理基础（数学、编程）的同学与其联系，联系邮箱biao.han@m.scnu.edu.cn.
原文链接：https://url.scnu.edu.cn/record/view/index.html?key=7a3d79b9291a88df0c851df96b7e94b5