《NeuroImage》：Influence of attention mechanisms on cerebellar and basal ganglia activity during vocal emotion decoding
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情感韵律（emotional prosody）处理涉及广泛的脑区网络，但小脑（cerebellum）和基底节（basal ganglia）在显性和隐性任务中的具体作用尚不清楚。本研究调查了小脑和基底节如何参与情感韵律的显性（情绪分类）和隐性（性别分类）处理，即
情感韵律（emotional prosody）处理涉及广泛的脑区网络，但小脑（cerebellum）和基底节（basal ganglia）在显性和隐性任务中的具体作用尚不清楚。本研究调查了小脑和基底节如何参与情感韵律的显性（情绪分类）和隐性（性别分类）处理，即当注意力分别直接或隐性指向语音刺激的情绪时。二十八名健康的法语受试者（平均年龄：65岁）在高分辨率功能性磁共振成像（fMRI）下执行显性和隐性声音情绪处理任务。神经影像学结果显示——并复现了——两项任务均招募了广泛的网络，包括颞上皮层、额下皮层、初级运动和体感皮层、基底节和小脑。显性任务引发了基底节（尾状核、壳核）和小脑区域（Crus I/II、小叶VI、VIIb和X）更强的激活，这与更高的认知控制需求一致。相比之下，隐性任务与小脑小叶IV-V、VI、VIII和IX以及丘脑的激活相关。基于回归的功能连接分析进一步说明了在隐性处理期间，右侧小脑小叶IX与壳核以及小脑蚓部（XII）之间的连接性。这些发现强调了小脑和基底节在情感韵律处理中的独特贡献，显性任务参与联想和认知控制网络，而隐性任务更多依赖于感觉运动和自动神经处理机制。
论文解读：注意机制调控下小脑与基底节在情绪韵律解码中的差异化作用
研究背景与意义
情感韵律（emotional prosody）作为传达情绪内容的重要非语言线索，其处理机制涉及广泛的大脑网络。尽管小脑（cerebellum）和基底节（basal ganglia）在运动控制及认知情感过程中的作用日益受到重视，但现有研究对于这两个皮层下结构在显性与隐性情绪加工中的具体贡献及其受注意机制调控的方式仍存在显著空白。以往研究多关注新皮层区域，而对小脑和基底节如何通过不同的注意导向（如直接关注情绪与间接关注性别时的情绪解码）来调节其活动模式知之甚少。此外，针对老年群体（本研究平均年龄为65岁）在声音情绪识别中的神经机制研究相对匮乏，考虑到衰老带来的神经可塑性变化，这一领域亟待深入探索。因此，本研究旨在通过高分辨率功能性磁共振成像（fMRI）技术，阐明在显性与隐性情绪韵律处理任务中，小脑和基底节的激活模式及功能连接差异，为构建更完善的情感沟通神经模型提供实证依据。该研究成果发表于《NeuroImage》杂志。
关键技术方法
研究人员共招募了28名健康的法语老年受试者（平均年龄65.4岁）。实验采用事件相关设计，通过功能性磁共振成像（fMRI）采集数据，使用3-T Siemens Trio系统结合32通道天线进行扫描。听觉刺激选自Banse和Scherer验证数据库中的伪语句，由两名男性和两名女性演员以愤怒、快乐或中性语调朗读。任务范式包括两个run，每个run包含16个block，交替进行显性情绪分类任务（判断情绪为愤怒/中性或快乐/中性）和隐性情绪处理任务（判断说话者性别）。数据分析方面，行为数据采用混合效应广义线性模型分析反应准确率；神经影像数据使用SPM12和CONN工具箱进行预处理与分析，包括实时校正、空间标准化至蒙特利尔神经学研究所（MNI）空间、平滑处理，并通过一般线性模型（GLM）计算个体水平及组水平的统计参数图，设定错误发现率（FDR）校正p<.05为显著性阈值。此外，研究还利用基于任务的广义心理生理交互作用（gPPI）分析探究小脑与基底节间的任务调制功能连接。
研究结果
3.1 行为数据
行为结果显示，任务类型（Task factor）和声音情绪（Emotion factor）显著影响反应准确率。隐性任务（性别判断）的总体准确率显著高于显性任务（情绪判断）。在情绪主效应上，中性与愤怒声音的表现优于快乐声音。任务与情绪的交互作用显著，表现为在显性任务中愤怒声音的识别准确率最高，而在隐性任务中则是中性声音的准确率较高。
3.2 神经影像数据
3.2.1 显性与隐性处理的效果
对比显性相对于隐性情绪处理任务，研究发现双侧尾状核（caudate nucleus）、左侧壳核（putamen）、丘脑以及小脑Crus I/II、小叶VI、VIIb和X区域的激活显著增强。这表明显性任务需要更多的认知控制和显著性检测资源。相反，隐性相对于显性任务的对比显示，小脑小叶IV-V、VI、VIII、IX以及右侧丘脑存在显著激活，反映了更自动化和感觉驱动的处理机制。
3.2.2 特定情绪效应
当分别考察每种情绪时，显性与隐性任务的对比在所有情绪（愤怒、快乐、中性）中均显示出尾状核和小脑Crus II的共同激活。然而，在隐性大于显性的对比中，不同情绪表现出独特的激活模式：愤怒声音与壳核及左侧小脑小叶VIII相关；中性声音则与右侧小脑小叶VIII和IX相关；而快乐声音在这些区域未显示出显著激活。
3.3 功能连接
跨任务的功能连接分析显示，右侧小脑小叶IX与左右壳核及小脑蚓部（XII）之间存在直接的、正向的连接。这种连接模式在隐性任务中尤为明显，但在显性任务中未达到显著性阈值，表明隐性处理可能依赖特定的皮层下网络进行快速情绪线索检测。
讨论与结论
讨论部分指出，本研究证实了小脑和基底节在情绪韵律感知中的关键作用，并揭示了注意机制如何调节这些结构的参与程度。显性情绪识别主要招募涉及认知控制和联想处理的网络（如尾状核、小脑Crus I/II），而隐性处理则更多依赖于感觉运动和自动化的神经机制（如小脑小叶VIII/IX）。这种功能分离支持了小脑在预测编码和内部模型构建中的层级组织理论。研究还探讨了老年样本的特殊性，指出年龄相关的神经萎缩及“同年龄段偏差”可能影响情绪识别的神经基础，尤其是快乐声音在隐性任务中缺乏预期激活的现象，可能与刺激声学特性或老年受试者的处理偏好有关。
研究结论强调，注意焦点显著调节了小脑和基底节在情绪韵律处理中的参与方式。显性情绪识别招募了更广泛的网络，包括高阶小脑和基底节结构，而隐性处理则更多依赖于自动化的感觉运动机制。这些发现加深了对大脑情感韵律解码机制的理解，并强调了在研究声音情绪感知时同时考虑注意和情感因素的重要性。
