《Progress in Neurobiology》：Mixed-Selective Organization of Reach and Grasp in the Primate Fronto-Parietal Network
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灵长类抓握动作中，前梨状区（AIP）和腹侧前运动皮层（F5）通过混合选择特性编码抓握类型、手部侧化、物体方向及空间位置等多参数。研究显示神经元在运动和预运动阶段保持稳定时间组织，尽管任务条件变化，AIP对物体方向和位置的编码更稳定，而F5对抓握类型的编码更稳定，揭示两者功能分层编码机制。
Alireza Fathian|Sebastian J. Lehmann|Jonathan A. Michaels|Hansj?rg Scherberger
德国哥廷根德国灵长类动物研究中心神经生物学实验室
摘要
灵长类动物的伸手和抓取动作需要协调控制多个参数，如握持类型、手腕方向、空间位置以及手部侧别。前顶叶内区（AIP）和前腹侧运动前区（F5）是这一过程中的关键中枢。本研究利用电生理数据探讨了这些参数在AIP和F5中的共同表征方式。结果表明，神经元主要表现出混合选择性，并具有与运动及运动前阶段相关的稳定时间组织特性。这种无法归类的选择性混合特性使得信息解码具有灵活性。尽管在不同任务条件下存在选择性偏好变化，但总体上仍得以保持。值得注意的是，在AIP中，与物体相关的因素（方向和位置）在握持类型变化时更为稳定，而在F5中握持类型本身更为稳定，这表明这两个区域在功能上存在分层编码机制。总体而言，尽管单个神经元层面存在混合选择性的连续范围，但神经集合在时间和功能层面上仍表现出稳定的组织结构，从而实现了灵活的信息解读。
章节摘录
引言
灵长类动物的手臂伸展和手部抓取动作对于与环境互动、操作物体以及获取食物至关重要（Kivell等人，2023年）。为此，大脑利用视觉信息分析物体的属性和空间位置，并将其转化为运动指令（Buneo等人，2002年）。由于手部具有超过25个自由度，其控制过程在计算和生理上都非常复杂（Van Duinen和Gandevia，2011年）。
前顶叶内区（AIP）和前腹侧运动前区（F5）作为处理多种手部相关感觉运动信息的关键中枢（Kakei等人，2001年；Rizzolatti等人，1988年；Scherberger等人，2016年；Scherberger等人，2005年），因此了解这些区域内这些参数的编码方式至关重要。
多模态伸手和抓取任务
本研究分析了两个先前记录的数据集（Lehmann和Scherberger，2013年；Michaels和Scherberger，2018年），其中两只猴子执行了实验结构高度相似的伸手抓取动作。实验1包含两个参数：握持类型和以眼睛为中心的把手位置；实验2包含三个参数：握持类型、手部侧别以及把手方向（图1B和C）。两个实验都包括四个相似的阶段：（1）注视阶段……
讨论
系统神经科学中的一个基本挑战是理解多个与任务相关的参数如何在神经群体中同时被编码。AIP和F5区域的多模态特性使其成为处理多样化手部相关感觉运动信息的关键中枢（Kakei等人，2001年；Rizzolatti等人，1988年；Scherberger等人，2016年；Scherberger等人，2005年），因此确定这些信息在这些区域内的共同表征程度至关重要。
研究参与者信息
本数据集使用了来自两只雌性恒河猴（Macaca mulatta；动物P，体重4.5公斤；动物S，体重5.5公斤）的独立记录数据。它们被饲养在宽敞且环境丰富的环境中。所有程序和动物护理均遵循神经科学和行为研究中关于哺乳动物护理和使用的规定，并符合德国和欧洲的动物护理法律。
关于生成式人工智能和人工智能辅助技术的声明
在准备本研究的过程中，作者使用了Grammarly网站来纠正语法错误。使用该工具后，作者根据需要对内容进行了审核和编辑，并对出版物的内容负全责。
数据和代码的可用性
本研究分析的代码和数据集可应要求向主要联系人索取。CRediT作者贡献声明
Alireza Fathian：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、数据可视化、验证、软件开发、方法论设计、概念构建。Jonathan A. Michaels：数据整理。Sebastian J. Lehmann：数据整理。Hansj?rg Scherberger：撰写 – 审稿与编辑、验证、项目监督、资源协调、方法论设计、资金申请、概念构建。
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益冲突或可能影响本文研究结果的个人关系。
