纽约大学的研究人员在癫痫患者中绘制了大脑的听觉传出放电通路，这些通路有助于区分自产生的声音和外部噪音。该研究确定了运动皮层在管理这些信号中的作用，并通过将这些通路的中断解释为幻听的原因，为精神分裂症提供了见解。

理解听觉传出放电

涉及癫痫患者的实验揭示了使大脑能够区分自产生的声音（如自己的声音）与背景噪音的大脑电路。这些信号被称为听觉传出放电，起源于并终止于大脑折叠外层（即皮层）的特定区域。负责自主肌肉运动（包括言语中使用的肌肉）的运动皮层，与负责听力的听觉皮层协同工作。

演化视角和临床意义

从演化的角度来看，区分自己声音与他人声音的能力可能在生存中起着关键作用。这种由快速、毫秒级的电信号驱动的机制，帮助蟋蟀辨别自己的交配叫声，让鸣禽专注于自己的歌声，并使蝙蝠能够利用声音回声导航。在人类中，这种系统的破坏也被认为是精神分裂症患者幻听（或“听到声音”）的标志，他们无法区分真实的声音和外部声音。听觉传出放电信号的干扰也被认为与口吃有关。

人类大脑信号研究的挑战

先前的实验已将该电大脑回路追溯到其他哺乳动物的运动皮层，但该领域一直在努力确定传出放电信号在人类运动皮层中的起源位置。部分原因是在人清醒和说话时记录大脑活动很困难，但主要是由于分析记录所需的计算机分析的复杂性。

针对癫痫患者的纽约大学研究

在这项由纽约大学朗格尼健康中心、其神经科学研究所和纽约大学坦登工程学院的研究人员领导的新研究中，神经科学家对八名患有癫痫的成年人进行了语音实验。所有患者都在接受常规手术以确定癫痫发作的来源，并自愿参加单词练习。该报告描述了研究人员如何绘制了从运动皮层底部（腹侧）部分（一个称为中央前回的亚区）发出的听觉传出放电信号。然后发现这些电信号向下并跨过中央前回的褶皱，移动到邻近的听觉皮层亚区，称为颞上回。

主要发现和对精神分裂症的见解

“我们相信，我们的研究解决了理解人类言语的一个长期存在的难题，首次提供了运动皮层大脑回路参与传出放电的直接证据，这种放电使我们即使在说话时也能保持对周围环境的警觉，”该研究的首席研究员Amirhossein Khalilian-Gourtani博士说。“我们的发现还为精神分裂症提供了具体的见解，解释了幻听的来源，即大脑运动皮层和听觉皮层之间的传出放电中断，”神经科学家Adeen Flinker博士说。“我们和许多其他研究人员怀疑，在一些精神分裂症患者中发生的情况是，他们无法将自己的声音与他人甚至其他外部刺激区分开来，”Flinker博士说。

研究的方法学和数据分析

作为新研究的一部分，研究人员在患者手术计划休息期间完成一系列语音实验时，记录了超过3,200条大脑电活动记录。所有患者大脑中插入了多达200个探针，主要用于监测任何与癫痫发作相关的电活动。然后，研究团队使用计算机模型来评估和预测在设计用来追踪传出的单词实验中，言语过程中传出放电活跃的区域。

未来研究方向

Flinker博士表示，团队计划进行测试，以进一步评估传出放电回路是否在大脑刺激诱导的幻觉发生前立即活跃。他们还计划与精神病学家合作，开发非侵入性方法，测试精神分裂症患者的信号。

参考原文： Amirhossein Khalilian-Gourtani, et al. “A corollary discharge circuit in human speech”. Proceedings of the National Academy of Sciences. 3 December 2024. DOI: 10.1073/pnas.2404121121.