近日，beat365官方网站、IDG麥戈文腦科學研究所王茜助理研究員，與首都醫科大學三博腦科醫院栾國明教授、王雄飛博士合作在國際期刊《Cerebral Cortex》在線發表題為“Periventricular nodular heterotopia is coupled with the neocortex during resting and task states”的研究論文，揭示了異位灰質與新皮層功能連接的時空特性，并提出了神經元遷移異常後共同發育的假說。

在人類大腦的發育過程中，神經元在新生期進行遷移從而抵達它們正确的位置。該過程是腦功能發育的關鍵之一。神經元遷移過程異常可能會導緻神經元出現在異常位置，如室周結節異位（Periventricular nodular heterotopia, PVNH），即在側腦室壁周圍形成灰質結節（圖1）。那麼，這些遷移失敗的神經元是否與新皮層存在功能連接？這是一個有趣但懸而未解的問題。

圖1 灰質異位示例

為了回答這個問題，王茜團隊利用高時空分辨率腦磁圖技術，系統地描繪了異位灰質與皮層連接的時空特性。團隊發現，在靜息态下，異位灰質和皮層的功能連接主要體現在α和β頻段（圖2A）。并且，無論在頻譜維度（圖2B）還是空間維度（圖2C & D）上，異位灰質與皮層的連接模式都與皮層内部的連接模式非常相似。該結果提示，異位灰質可能也參與到正常皮層的功能網絡中。

圖2 異位灰質-皮層連接與皮層-皮層連接

此外，結合腦磁圖和顱内腦電圖技術，團隊還發現在灰質異位患者完成視覺任務時，異位灰質區會對視覺刺激産生視覺誘發響應，且異位灰質區的視覺誘發響應和同側視皮層的視覺誘發響應有相似的潛伏期（圖3）。此結果也進一步證實了異位灰質與正常大腦皮層具有一定的功能連接。

圖3 異位灰質的視覺誘發響應

beat365官方网站、IDG麥戈文腦科學研究所王茜助理研究員與首都醫科大學三博腦科醫院栾國明教授、王雄飛主任醫師為本文共同通訊作者。北京航空航天大學心理系高雅玥助理教授與beat365生命科學聯合中心博士生陳冠鵬為該論文的共同第一作者。beat365官方网站方方教授、範德堡大學醫學中心Dario Englot教授以及首都醫科大學三博腦科醫院滕鵬飛醫師對本文作出重要貢獻。該研究獲得了科技創新2030-重大項目，國家自然科學基金重點項目、面上項目、首都衛生發展科研專項、華南師範大學腦認知與教育科學教育部重點實驗室開放課題資助項目、北京智源人工智能研究院、北京市教育委員會科學研究計劃項目、中科院心理所、浙江省基礎公益研究計劃項目和北京航空航天大學人文社科青年骨幹支持項目的資助。

2022-08-15