人类脑岛是位于大脑皮层外侧裂之下的结构,是多种感知觉功能的关键脑区,也是探测和加工新异刺激的关键脑区之一。已有不少文献报导,脑岛参与听觉信息多个维度的表征,但对于听觉和新异信息在脑岛内精确的加工模式了解甚少。本研究通过具高时空分辨率的立体定向脑电图技术探讨脑岛亚区对声音信息不同属性(频率和新异性)的加工机制。本实验包括了15名脑内植入深部电极的癫痫患者(男性10名,女性5名)。实验利用经典的听觉Oddball范式,以不同频率(800 Hz和1500 Hz)的声音轮流作为标准刺激和新异刺激,由此产生两个不同的声音序列。在被试听声音的同时记录颅内电信号。实验数据来自于118个位于右侧脑岛的电极记录位点(后脑岛:57,前脑岛:61)。事件相关电位分析发现,声音刺激能在脑岛诱发一个潜伏期为~128 ms的负向波N1和一个潜伏期为~285 ms只对新异声音刺激响应的正向波P3。通过对MNI坐标与N1和P3回归分析发现,这些ERP特征成分呈现出沿着脑岛背后侧至脑岛腹前侧与Y轴呈25-69度(顺时针)方向改变的趋势,在此方向上,N1的振幅减小、潜伏期增大,P3的振幅增大、潜伏期增大。进一步将脑岛分隔成更小的亚区进行分析,N1潜伏期结果不变,但N1振幅的变化只有在后脑岛各亚区之间是显著的,而P3振幅则在前脑岛各亚区之间存在显著差异。此外,N1的振幅受到标准刺激声音频率的调制,并且新异刺激诱发的N1振幅和潜伏期数值均显著大于比标准刺激。解码分析显示,后脑岛能更早的区分声音的频率信息,而前脑岛能在更长的时间范围内判断声音信息是否具有新异性。为了进一步了解脑岛在感觉信息处理和认知活动中的作用,我们对声音刺激诱发的脑岛电活动进行了时频分析。结果显示,新异刺激所引起的?(4-8 Hz),?(9-14 Hz)和high-?(105-120 Hz)频段能量的增强均大于标准刺激;?,?和mid-?(60-90 Hz)对声音频率属性的区分只限于新异刺激,而High-?频段则无此特异性。此外,?频段的激活在后脑岛强于前脑岛,High-?频段的活动在后脑岛各亚区之间存在差异。上述结果提示我们,N1、mid-?以及high-?振荡可能是脑岛对于听觉物理属性加工的表征,而P3、?和?振荡可能是脑岛对于听觉新异性加工的表征。听觉信息可能最先到达脑岛的背后侧,最后达到腹前侧并沿着此方向进行连续加工。后脑岛背后侧倾向于加工声音的物理属性,而前脑岛腹前侧倾向编码声音的新异性。此外,在听觉信息处理过程中,前、后脑岛通过?和?振荡调制对方的高频神经活动,实现前后脑岛之间信息的交流,这对于新异刺激需要在前脑岛主导下的前后脑岛协同加工尤为重要。综上所述,脑岛对于声音物理属性加工的核心区域在后脑岛背后侧区域,对于新异性属性加工的核心区域在前脑岛腹前侧区域。前后脑岛之间通过theta和alpha频段的神经振荡进行信息的交流。