功能连接的频率选择性可以反映神经元频率调谐的相似性,频率调谐相似性越高的神经元其功能连接强度越强,神经元之间的功能交互程度也就越高。此前的研究已经证实人脑听觉皮层内的静息态-功能连接(RS-FC)具有频率选择性,但是人脑听觉皮层与其它脑区之间的RS-FC是否具有频率选择性这个问题仍然不清楚。本论文旨在基于人脑听觉皮层的拓扑分化研究人脑听觉皮层与其它脑区之间的RS-FC是否具有频率选择性。为了研究这个问题,我们做了三个子研究,分别对(1)人脑听觉皮层的拓扑组织模式;(2)以人脑听觉皮层为核心的大尺度静息态-功能脑网络;以及(3)人脑听觉皮层与其它脑区之间的RS-FC是否具有频率选择性等问题进行了研究。具体工作如下:(1)在第一个研究中,我们采集了被试在6种频率(200,400,800,1600,3200,6400 Hz)纯音刺激下的任务态-核磁共振信号(task-based fMRI);研究表明人脑听觉皮层的拓扑组织模式是一种横跨亨氏回(HG)轴线的高-低-高的组织模式;(2)在第二个研究中,我们采集了被试在静息状态下的核磁共振信号(rsfMRI);然后以第一个研究中确定的人脑听觉皮层激活图为基础定义了人脑听觉皮层的感兴趣区域;并将人脑听觉皮层的感兴趣区域用作种子点来获取人脑听觉皮层与其他脑区之间的RS-FC模式图。研究表明人脑听觉皮层与颞上回,中央前/后回,视觉相关皮层,背外侧前额叶皮层以及部分皮下核团之间存在功能整合。(3)在第三个研究中,我们以第一个研究中确定的人脑听觉皮层拓扑组织模式为基础,根据50个受试者对6种频率纯音刺激的响应在人脑听觉皮层上定义了6组感兴趣区域;并将这些感兴趣区域用作种子点来计算人脑听觉皮层各拓扑子区域(高频、中频以及低频区域)与其它脑区之间的RS-FC。最后,借助统计学手段判断人脑听觉皮层各拓扑子区域的RS-FC模式图之间是否存在显著性差异。研究表明人脑听觉皮层各拓扑子区域的RS-FC模式图之间确实存在显著性差异(p<0.001 F=4.25),而且这些差异几乎存在于所有与人脑听觉皮层存在功能整合的脑区上。具体为,1)人脑听觉皮层低频(200,400 Hz)区域与前运动皮层,躯体感觉皮层,躯体感觉联合皮层以及背外侧前额叶之间存在更强的功能连接;2)人脑听觉皮层中频(800,1600 Hz)区域与前/后颞上沟,缘上回以及下额叶皮层之间存在更强的功能连接;3)人脑听觉皮层中/低频区域与视觉相关区域之间存在更强的功能连接;4)人脑听觉皮层高频(3200,6400 Hz)区域与前扣带皮层、左半球背外侧前额叶皮层之间存在更强的功能连接。这些研究结果表明人脑听觉皮层与其它脑区之间的功能连接具有频率选择性。本论文围绕“人脑听觉皮层与其它脑区之间的RS-FC是否具有频率选择性”这一核心问题展开论述,先后研究了人脑听觉皮层的拓扑组织模式,以人脑听觉皮层为核心的大尺度静息态-功能脑网络,以及人脑听觉皮层与其它脑区之间的RSFC是否具有频率选择性等问题。本论文的研究成果不仅更新了人们对“频率选择性功能整合仅仅存在于声音信息加工初级阶段”这一观点的认识,而且对进一步探究人脑听觉皮层各拓扑子区域的高级认知功能以及完善人脑听觉信息加工模型具有引导性意义。