论文题目：

Electrophysiological Evidence for Interhemispheric Connectivity and Communication in Young Human Infants

中文翻译：年轻婴儿大脑半球间连接和通讯的电生理学证据

发表时间：2023年

发表网址： https://doi.org/10.3390/brainsci13040647

摘要：

在生命开始的第一年大脑两个半球之间的连通性和交流，我们的科学研究并不多，而且现有的理论观点似乎与现存的微薄的解剖学证据不一致。为了初步阐明大脑半球间的连通性和通讯问题，本研究调查了人类婴儿大脑半球间信息传输的相关性。我们分析了EEG数据从12个4个月大的婴幼儿上进行了面部相关的Oddball范式。对侧半球的活动在奇同和奇差试验之间不同，奇差反应比奇同试验期间的反应弱。婴儿的对侧大脑半球“识别”熟悉的奇怪刺激，并“区分”奇怪的不同。这些发现证明了生命第一年大脑两个半球之间的连接和通讯，并能更好地了解发育中的人类婴儿大脑的功能完整性。

背景：

本研究有以下两个目标：第一，确定是否可以使用电生理学技术检测皮层同步活动中的刺激依赖性变化，第二，确定这种转移是否可以归因于皮层-皮层连接的激活。该研究使用对婴儿具有生态有效性和有意义的刺激，即面部。从生命的最早时刻开始，婴儿对面部刺激的反应与其他刺激不同。即使在出生后的最初几个小时，婴儿也倾向于扫描面部包含信息的部分（通常是高对比度的特征，如图形的轮廓）。新生儿优先遵循一个有组织的示意性面孔到一个混乱的面孔；新生儿更喜欢“有吸引力”的面孔；新生儿仅根据视觉线索就能在视觉上识别母亲的脸，即使他们只见过母亲5.5小时。皮层电生理学表明：梭状面区域，人类大脑皮质中专门用于处理面部相关视觉输入的区域，在4个月时已经对面部敏感。5个月能够区分具有典型的眼睛间距以及眼睛和嘴巴的脸，以及具有夸大的特征间距的脸，同样年幼的婴儿能够熟练地区分脸的其它可变方面，例如凝视的方向。

实验对象：

12例4个月大的婴儿（欧洲裔美国人，足月分娩，体重与胎龄相符，无围产期并发症；M龄= 126.3天，SD = 11.2；6女孩参加）。另外的9名婴儿参与了研究，但由于技术记录失败（n = 4）和婴儿烦躁（n = 5）而未提供可用数据。该样本量与婴儿视觉注意力研究的优势一致。基于12至14名婴儿，使用本方法得出的准确度估计值表明其数据准确度足够（80%，α = 0.05）。

实验过程：

婴儿观看高对比度的圆形示意性面部，每个面部圆12°直径，并在黑色背景上描绘。使用了两种不同表情的面孔：快乐和悲伤（图1A）；值得注意的是，面部由相同的六个元素组成，并且仅在三个元素的方向上不同，因此刺激之间的所有刺激参数（亮度、数量、形式和复杂性）是相等的。

图1.任务设计（A），具有左右呈现半野的偏侧投影的传感器布局（B）。

EEG记录：

使用EGI 128通道EEG记录系统记录婴儿EEG。EEG信号以顶点Cz为在线参考，并以采样率250 Hz、设置为0.1-100 Hz的带通滤波器和40 kΩ阻抗记录。用0.4Hz高通和40 Hz低通滤波器对记录进行数字滤波，并将其分段成标准、奇同和奇异试验条件。将数据离线参考为所有通道的平均值，并将基线校正应用于100 ms的刺激前。在刺激开始后，将记录分段至1000 ms。排查分段是否存在伪影，伪影定义为信号幅度超过200 μV或差分幅度超过100 μV。如果超过20%的通道超过这些阈值，则排除该试验。每种试验条件要求婴儿至少进行10次无伪影试验才能纳入研究。标准试验中完成的无明显伪影的试验平均数为32.5，奇同和奇异试验为24.3。

实验结果：

下图2显示了条件、部位和刺激呈现半场的平均波形。在刺激和呈现半场之间比较响应，首先需要确保刺激和半场之间的响应没有基线差异。在基线时，婴儿的反应在刺激（F（1，8）= 0.39）或呈现半场（F（1，8）= 0.04）之间没有差异。虽然复杂的自然面部刺激的表情可以调节社会注意力，这些示意图形式的基线差异的缺乏表明在本上下文中的反应等效。

图2.按条件、头皮记录部位（例如，F7或F8），和刺激呈现半场：（A）对侧和（B）同侧。

图3.平均响应幅度显示奇数相同和奇数不同条件之间的差异（* p〈0.05）。

更多数据结果及讨论，请参考原文文献。

参考文献：

Bornstein, M.H.; Mash, C.; Romero, R.; Gandjbakhche, A.H.; Nguyen, T. Electrophysiological Evidence for Interhemispheric Connectivity and Communication in Young Human Infants. Brain Sci. 2023, 13, 647. https://doi.org/10.3390/brainsci13040647

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