Effects of Blindness on Human Early Visual Pathways

失明对人类早期视觉通路的影响

• 批准号: 10016324
• 负责人: IONE FINE
• 金额: $ 44.81万
• 依托单位: UNIVERSITY OF WASHINGTON
• 依托单位国家: 美国
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 美国
• 起止时间: 2004-09-01 至 2022-06-30
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://reporter.nih.gov/project-details/10016324
• 关键词: Affect; Area; Auditory; Auditory area; Awareness; Behavioral; Blindness; Brain; Canes; Child; Clutterings; Complex; Computer Models; Computers; Conscious; Data; Dimensions; Environment; Esthesia; Eye; Frequencies; Functional Magnetic Resonance Imaging; Hearing; Human; Husband; Individual; Individual Differences; Joints; Language; Life; Link; Literature; Measures; Mediating; Modality; Modeling; Motion; Neuronal Plasticity; Occipital lobe; Pathway interactions; Performance; Process; Role; Sensory; Stimulus; Techniques; Time; Vision; Visual; Visual Cortex; Visual Pathways; Visually Impaired Persons; auditory pathway; auditory processing; auditory stimulus; base; behavior test; blind; experience; improved; interest; neuroimaging; novel; recruit; relating to nervous system; response; skills; sound

Abstract  Early blind individuals show superior performance across a wide variety of auditory skills.  However,  fMRI  studies  examining  neural  plasticity  resulting  from  blindness  have  almost  exclusively focused on techniques that pool information across voxels. As a result, while studies  have  shown  that  differences  in  neural  activity  between  early  blind  and  sighted  subjects  are  correlated with behavioral performance, justifications for these correlations remain at the `more  cortex is better' or the `bigger BOLD (or sometimes smaller) responses are better' level of explanation.   We will examine the widespread alterations that occur within auditory processing pathways  within early blind individuals using `voxel‐wise encoding' models that represent each voxel as  having a tuning function along dimension(s) of interest. Simple linking models will allow us to  predict behavioral performance based on the predicted cortical discriminability of stimuli. This  will  allow  us,  for  the  first  time,  to  model  quantitatively  how  neural  responses  to  auditory  stimuli  might  mediate the enhanced behavioral abilities observed in early blind individuals.   In Aim 1 we will examine whether early blindness alters primary auditory cortex (PAC). We  will begin by comparing PAC size, responsiveness and frequency tuning bandwidths across early  blind  and  sighted  individuals.  We  will  then  examine  whether  tuning  for  temporal  amplitude  modulations  within  primary  auditory  cortex  are  also  affected  by  blindness.  Computational  models will be used to link primary auditory cortex neural responses to behavioral performance  across a variety of auditory tasks for blind and sighted individuals.   In  Aim  2  we  will  use  naturalistic  stimuli  to  measure  complex  auditory  spectro‐temporal  tuning in both auditory and occipital cortex. Again, computational models will be used to link  each individual's neural responses to auditory performance on complex naturalistic tasks.  Finally  in  Aim  3  we  will  examine  auditory  motion  processing.  Although  auditory  motion  responses  are  found  within  visual  cortical  area  hMT+  in  early  blind  individuals,  it  is  not  clear  how these responses help early blind subjects to perceptually segregate moving auditory objects  in  complex  auditory  environments.  We  will  examine  whether  hMT+  is  tuned  for  frequency  as  well as direction of motion and how hMT+ neural responses might result in enhanced behavioral  performance on auditory motion tasks.

摘要： 早期失明的人可以在各种各样的听觉识别技能中展示出优越的听觉表现。 然而，功能磁共振成像技术对失明所致神经可塑性的研究几乎没有进展。 他们独家专注于将信息集中在不同体素之间的技术。因此，他们一边学习，一边学习。 研究表明，早期失明患者和近视受试者在神经功能活动方面的差异是明显的。 与他们的行为表现相关，这些相互关系的理由仍然是最重要的。 皮质是更好的解释，或者是更大更大胆的回答(或者有时是更小的)，这是解释的更好的水平。 我们还将研究在听觉信息处理和通路中可能发生的广泛的听觉改变。 在早期的盲人中，个人正在使用代表每个体素的模型，并使用这种模型来表示每个体素。 有了一个新的调谐功能，就可以让我们从一个维度(S)开始感兴趣。一个简单的链接模型的功能将不会让我们更好地理解 行为表现的预测是基于他们对刺激的皮质和辨别能力的预测。 这将使我们第一次能够建立模型，定量地研究神经系统对听觉刺激的反应。 调解在早期盲人中观察到的增强的行为能力。 在第一个目标中，我们将研究早期失明是否会改变初级大脑皮质听觉系统(PAC)。 我们将通过比较PAC的大小、响应速度和频率来调整早期的带宽。 失明和失明的个体。我们将在接下来的时间里检查是否需要调整时间和幅度。 初级大脑皮质和听觉皮质内的调制也同样受到失明的影响。 这些模型将不会被用来将初级大脑听觉皮质和神经功能反应与行为测试表现联系起来。 在各种不同的听觉测试任务中，盲人和视力正常的人都可以使用。 在目标2中，我们将不再使用自然主义的视觉刺激来测量复杂的听觉和光谱-时间。 在听觉和枕叶大脑皮层都进行了调谐。再说一次，我们将不再使用计算模型来连接大脑。 每个人的大脑神经反应都取决于他们在复杂的自然主义测试任务中的听觉测试表现。 最后，在目标3中，我们将不会检查听觉运动和加工。 在早期失明儿童中，在HMT+的视觉皮质功能区内也发现了反应，目前尚不清楚。 这些反应如何帮助早期失明的受试者更好地从感知上隔离移动的听觉物体。 在复杂的听觉环境中。我们将继续检查是否已将HMT+调整为更高的频率。 以及运动的方向性，以及HMT+神经递质反应可能如何导致行为能力增强。 表现取决于听觉运动和任务。