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【2h】

Cross-frequency phase coupling of brain rhythms during the orienting response

机译：定向反应过程中脑节律的跨频相位耦合

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摘要

A critical function of the brain’s orienting response is to evaluate novel environmental events in order to prepare for potential behavioral action. Here, measures of synchronization (power, coherence) and nonlinear cross-frequency phase coupling (m:n phase locking measured with bicoherence and cross-bicoherence) were computed on 62-channel electroencephalographic (EEG) data during a paradigm in which unexpected, highly-deviant, novel sounds were randomly intermixed with frequent standard and infrequent target tones. Low frequency resolution analyses showed no significant changes in phase coupling for any stimulus type, though significant changes in power and synchrony did occur. High frequency resolution analyses, on the other hand, showed significant differences in phase coupling, but only for novel sounds compared to standard tones. Novel sounds elicited increased power and coherence in the delta band together with m:n phase locking (bicoherence) of delta:theta (1:3) and delta:alpha (1:4) rhythms in widespread fronto-central, right parietal, temporal, and occipital regions. Cross-bicoherence revealed that globally synchronized delta oscillations were phase coupled to theta oscillations in central regions and to alpha oscillations in right parietal and posterior regions. These results suggest that globally synchronized low frequency oscillations with phase coupling to more localized higher frequency oscillations provide a neural mechanism for the orienting response.
机译：大脑定向反应的关键功能是评估新的环境事件，以便为潜在的行为行动做准备。在这里，在62个通道的脑电图（EEG）数据中，在意料之外，高度不确定的范例中，计算了同步（功率，相干性）和非线性跨频相位耦合（用双相干性和互双相干性测量的m：n锁相）的度量。 -异常，新颖的声音与频繁的标准音和不经常出现的目标音调随机混合。低频分辨率分析显示，尽管功率和同步性发生了显着变化，但对于任何刺激类型，相位耦合都没有显着变化。另一方面，高频分辨率分析显示出相位耦合方面的显着差异，但与标准音相比仅适用于新颖的声音。新颖的声音在广泛的额中，右顶叶，颞叶中产生delta：theta（1：3）和delta：alpha（1：4）节律的m：n相位锁定（双相干性），从而增强了三角带的能量和相干性和枕骨区域。交叉双相关性表明，全局同步的δ振荡与中心区域的θ振荡以及右顶壁和后部区域的α振荡相位耦合。这些结果表明，具有相位耦合的全局同步低频振荡与更局限的高频振荡提供了定向响应的神经机制。

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