后扣带回的三分视角
后扣帶皮層（PCC）是大腦皮層中最不為人所知的區域之一。相比之下，前扣帶皮層一直是人類和模型動物系統中深入研究的對象，對其功能有詳細的行為和計算理論描述。鑒于PCC獨特的解剖和生理特性，以及其對更高認知功能和大腦疾病的明顯重要貢獻，是時候也在PCC中取得類似進展了。在這里，我們描述了在理解PCC方面的最新進展，重點是跨物種和跨技術的趨同發現，為建立其功能的正式理論解釋奠定了基礎。基于這一匯聚證據，我們提出，更廣泛的PCC區域包含三個主要亞區——背側PCC、腹側PCC和壓后皮質（retrosplenial cortex, RSC）——它們分別支持執行、記憶和空間處理系統的整合。這種三分區域觀點調和了先前PCC功能統一理論中的不一致之處，并為取得進展提供了有希望的新途徑。本文發表在Nature Reviews Neuroscience雜志。
引言
后扣帶皮層（PCC）是大腦中最不清楚的區域之一。總的來說，PCC沒有得到像對其他新皮質區域（如前扣帶皮層（ACC））的一致的經驗和理論研究關注。然而，這并不是因為PCC缺乏有趣的特性或未能引起神經科學家的興趣。從解剖學上講，PCC是一個巨大的皮質區域（人類PCC的展開面積約為18 cm2），是許多大型腦網絡的中心連接樞紐。從生理上講，它是新皮質內代謝活動高峰的場所。PCC也被認為在神經退行性疾病和精神疾病的發展中至關重要（方框1），并且似乎特別與阿爾茨海默病的進展有關。在功能上，PCC涉及許多領域，包括記憶、學習、導航、決策、情感、創造力和執行控制。盡管有這些眾多的興趣點，但對PCC的主要研究仍然有限，使我們對該區域及其在健康和疾病中的獨特作用缺乏了解。
多種因素可能導致PCC整體缺乏關注。首先，值得注意的是，對PCC的基本解剖學定義和命名缺乏共識。第二，目前還沒有關于其具體功能的中心理論可以作為激勵研究的焦點，或者作為推動問題、答案和學術進步的辯論的支點；理論可以推動對大腦區域的新研究，例如ACC密切關聯執行控制。第三，沒有單一的認知功能被認為是PCC的中心和因果位點。最后，由于PCC獨特的解剖學和生理學存在獨特的經驗挑戰限制了其研究。最重要的是，PCC的局灶性損傷是罕見的，這意味著許多其他大腦結構常見的經典案例研究的方式很難適用于PCC。
盡管存在這些挑戰，但仍有相當數量的關于PCC的趨同實證研究有助于形成整合理論。本文的目標是綜合這些工作，并為研究PCC提供一個新的框架。簡言之，我們認為，過去關于PCC的文獻可以通過三分視角（三個亞區）來理解其結構和功能。盡管需要進行大量工作來對我們提出的三分視角進行裁決，特別是關于壓后皮質（RSC），但我們認為，這種方法將有助于開發PCC功能的新的、可測試的理論，協調文獻中的先前差異，并為理解這一重要的大腦結構提供基礎。
方框1 PCC和疾病 如前所述，后扣帶皮層（PCC）與廣泛的神經和精神疾病有關。簡而言之，PCC是阿爾茨海默病早期代謝低下的一個重要部位。在自閉癥譜系障礙中，其代謝低下和功能連接異常與社交障礙有關。扣帶束是PCC（和其他扣帶）纖維的主要載體，在精神分裂癥患者中顯示出減少的束完整性。最后，對重度抑郁障礙的研究經常特別涉及PCC，而默認模式網絡（PCC是其中的一部分）更廣泛地被認為是在紊亂狀態下過度活躍和過度連接。 目前，大多數PCC異常的研究沒有明確使用我們在這里描述的三分框架。事實上，病理學領域通常跨越其中的兩個或三個分區。然而，有一些研究表明，PCC中與疾病相關的病理學似乎更多地局限于一個或另一個分區。例如，與對照組相比，重度抑郁癥患者的反芻與我們這里稱之為dPCC的活動增強相關。深部大腦刺激小腦下扣帶回治療抑郁癥似乎會降低vPCC對應區域的活動。雖然這些研究可能指出dPCC和vPCC在抑郁癥的病理學和治療中的作用不同，但如果不在研究中對三個部分進行直接比較，很難做出這樣的判斷。然而，鑒于PCC在腦疾病研究中的頻繁出現，考慮其組織可能有助于分離由不同的次區域病理生理學引起的認知損傷。 |
PCC解剖學
PCC的大致解剖結構
扣帶是大腦內側表面胼胝體周圍的皮質組織。因此，扣帶回皮層包括胼胝體溝、扣帶回和扣帶回溝。在靈長類動物中，PCC可與ACC和中扣帶回皮層（MCC）區分且位于尾部，并在胼胝體壓部周圍向后延伸（圖1）。
盡管缺乏一致和明顯的溝邊界，但PCC和MCC之間的吻側邊界大致由中央溝的內側面劃定，而其尾側邊界出現在海馬旁回和頂枕溝的匯合處。由于PCC遵循壓部的彎曲，其背側邊界由扣帶溝的邊緣支（上方）和壓部溝的弧（后方）接近（圖1）。脾溝也作為類似但不同的楔前葉的大體解剖邊界（區域7m；見下文）。在PCC內，特別是在人類中，已經注意到幾個淺溝。最近對PCC溝形態的大規模分析表明，這些淺溝中的一個，特別是邊緣下溝，是人類和一些非人類靈長類動物（NHPs）的常見形態特征。此外，邊緣下溝可能是人類有用的解剖標志，因為觀察到它始終位于PCC–MCC邊界輪廓的后方（約0.5–1 cm），并且通常位于胼胝體峽部的上方（圖1a）。
a、b，顯示了人類（a部分）和非人類靈長類動物（獼猴；b部分）的后扣帶皮層（PCC）解剖。聚焦于大腦的后內側區域，紅線標注了兩個物種的主要溝，以及同源的細胞構造區域。根據文獻數據，顯示了背側PCC（dPCC；d23/d31）、腹側PCC（vPCC；v23/v31）和脾后皮質（RSC；29/30）的解剖位置。白色虛線表示區域23和區域31之間的細胞結構劃分。區域31在獼猴中比在人類中占據更多的限制區域，在那里它向尾部和腹部延伸到vPCC中。此外，在人類區域26（未示出）中存在少量的外胼胝體扣帶回皮層，這在獼猴中不存在。 c、基于獼猴的束示蹤研究，dPCC和vPCC與其他大腦結構之間共享的相互連接示意圖。 ACC，前扣帶皮層；DLPFC，背外側前額葉皮層；IPL，下頂葉小葉；MTL，內側顳葉；OFC，眶額皮質；PrC，楔前葉；TPO，顳頂枕區。
方框2 RSC的劃界 歷史上，脾后皮質（RSC；區域29和30）一直是研究的一個被忽視的區域，但近年來，它已成為學習、記憶和導航領域的一個關鍵焦點。然而，爭論圍繞著RSC與大體解剖學（見圖，第a部分）的適當分界，尤其是在靈長類大腦中，當將當代細胞結構研究與Broadmann的早期工作進行比較時（見圖，b部分）。 造成這種混淆的一個可能因素是嚙齒動物和靈長類動物RSC組織的差異。與靈長類動物不同，嚙齒類動物缺少后扣帶皮層（PCC；23/31區），后內側表面大部分由RSC組成。相比之下，在存在PCC的非人靈長類動物中，RSC在胼胝體壓部周圍形成弧形，僅限于胼胝體溝，通常不延伸至內側表面。人類RSC顯示出高度相似的組織，可能的例外是區域30，該區域可能部分延伸出胼胝體溝，并延伸到內側表面（稱為峽部）的最腹側，在那里后扣帶回過渡到海馬旁回（參見圖a和c）。用描述性的術語來說，靈長類RSC是一個薄區域，在壓部周圍形成一個“C形”弧形，主要反映后扣帶回的前溝邊緣。這種“脾周”解剖結構與通常描述的Broadmann圖形成對比，Broadmann圖中RSC僅限于后中央區域，包括胼胝體和枕后溝之間后部的大部分內側腦回表面（見圖b部分）。然而，人們早就注意到，這種劃分很可能是由于Broadmann最初發現的錯誤陳述。雖然現代解剖學工作顯示了30區內表面范圍的細微差別，但沒有現存的發現概括了Broadmann對RSC的常見解釋。正如Vogt等人所預見的那樣：“……Broadmann的地圖低估了脾后皮質的吻側范圍，夸大了其尾中央范圍，并縮短了23區的尾中央范圍”。我們注意到，圖中的b部分顯示了先前從Broadmann的圖中翻譯的區域29/30，并將其納入了常見的神經成像細胞結構圖譜。因此，我們贊同先前的建議，即利用上文提到的人類和非人類靈長類動物現代解剖學研究的趨同結果，而不是對RSC的Broadmann圖進行翻譯。正在進行的開發人類細胞結構的改進概率圖的工作將在這方面提供重要的更新和修正。 需要注意的是，靈長類RSC的解剖分界不會影響功能研究的一致性或準確性。相反，它代表了理解后內側區功能神經解剖學的進步，并允許更好的術語和比較共識。因此，一些先前歸因于靈長類動物RSC的觀察結果可能更好地歸因于腹側PCC。事實上，在空間場景處理的人類研究中已經記錄了這樣的場景，其中對解剖學的考慮推動了確定先前報告的“RSC”激活不屬于區域29或30，而是位于腹側PCC和頂枕溝的近端區域的進展。以類似的方式，RSC的未被充分評估的弧嘴范圍與最近顯示脾周組織的多模態皮質夾層一致（見圖d）。該圖顯示了RSC劃界的三個歷史描述的示意圖。Cas: 胼胝體溝；cs，鈣質溝；ifrms，邊緣下溝；mcgs，扣帶回溝邊緣支；prcus, 頂枕溝；spls, 脾溝。 |
圖2 PCC的功能性神經成像
a、后扣帶回皮層（PCC）的網絡識別和分割研究進展。膨脹的皮質表面顯示出近似的細胞結構邊界（左圖）。2005年，通過功能成像，PCC被識別為默認模式網絡（DMN）的單一后內側皮質組件的一部分。綠色區域反映了在目標導向注意力期間激活的大腦區域的負相關（即失活）。2008年進行的后續連接性分析在關注這些特定網絡時，將DMN（以橙色顯示）與背側PCC（dPCC）內的認知控制相關網絡（以綠色顯示）分離。2011年，一項考慮到整個大腦的大樣本組連接性分析進一步劃分了PCC（這里，藍色/灰色區域是認知控制網絡的一部分，黃色區域是DMN的一部分而深藍色區域是顳頂葉記憶網絡的一部分）。最后，最近（2015年）對一個人（同一個人多次掃描）進行的大規模抽樣顯示，PCC內有更多的細粒分割（這里，不同的顏色反映了假定的不同區域，共享的顏色反映相同假定網絡的成員）。近似的細胞結構邊界被覆蓋（白色虛線）。基于功能性MRI（fMRI）的區域分割顯示出與這些假定的結構邊界的一些一致性和差異性，在背側和腹側分裂發生的位置和方式以及是否識別脾后皮質方面存在差異。多種分析因素將影響功能地塊邊界的數量和位置。
b、左側面板顯示了人腦的解剖掃描，突出顯示了后內側區域。PCC細胞結構如插圖所示（另見圖1）。右側面板顯示了神經合成平臺衍生的神經影像學研究的基于術語的薈萃分析結果。這些圖像顯示了Neurosynth的元分析“關聯測試”中的閾值z分數，較淺的顏色代表較高的值。
補充信息中提供了用于創建這些圖像的方法的詳細信息。術語“認知記憶”、“價值”和“認知控制”（頂行）與dPCC內的激活報告相關。相比之下，“自傳體記憶”、“導航”和“默認網絡”（底行）的元分析術語關聯與腹側PCC（vPCC）內的激活報告相關。這些圖像突出了PCC子區域在情景記憶任務、相關認知域和本視角中討論的大腦網絡中的分離。
c、圖像顯示了b部分中每個元分析關聯圖的質心。
雖然我們使用PCC這個術語，但扣帶皮層的后部或尾部在歷史上與兩種不同的命名法有關。在某些情況下，術語PCC包括后扣帶回（區域23），脾溝（區域31；也稱為頂下（或PCC）溝）和RSC（區域29和30）。在其他情況下，PCC一詞不包括RSC，RSC占據靈長類的胼胝體溝（方框2）。然而，使用這個更窄的定義，沒有一個術語可以描述扣帶區的整個尾部。因此，我們將使用PCC作為這個更大扣帶區域的通用術語，包括區域29、30、23和31。重要的是，PCC不同于楔前葉，楔前葉不是扣帶皮層，但在功能上與楔前葉相關（盡管這些術語在文獻中通常是同義詞）。PCC（如本文所定義）和楔前葉共同形成后內側皮質（posterior medial cortex，PMC）。在這一視角中，我們將重點放在PCC上，但也注意到理解PMC區域中楔前葉的作用的重要性。
重要的是，如下文所強調的，人腦23和31區的背側和腹側似乎存在結構和功能差異。因此，基于來自細胞結構和連接性以及功能研究的趨同解剖證據（如下所述），我們認為靈長類PCC最好分成三個關鍵亞區（圖1a，b）：RSC（區域29和30），腹側PCC（vPCC；區域23和31的腹側和后部）和背側PCC（dPCC；區域23與31的背側和前部）。圖1b顯示了其他物種（NHP，非人類靈長類動物）中的等效區域。RSC主要位于胼胝體溝內，其頭端至尾端的范圍與dPCC的前邊界和vPCC的下邊界對齊（圖1和方框2）。后扣帶回的大致劃分表明，三分之二的扣帶回包括dPCC和三分之一的vPCC（dPCC–vPCC邊界接近人類脾溝腹側分支的起點；圖1a）。我們強調，這些分區域劃分是以前提出的，并且與當代解剖分界一致。然而，大多數研究PCC功能的研究都沒有納入這些形式上的區別，或者使用替代邊界。在整個視角中，如果可行的話，我們將嘗試在考慮到這些劃分而不是作者最初的名稱的情況下解釋先前的結果。
受體結構也可以讓我們區分PCC的亞區，以及區分PCC和ACC（盡管還不完全清楚這些分區應該如何在功能上解釋）。例如，與vPCC相比，dPCC含有更高密度的GABAb受體、毒蕈堿M3受體和5-羥色胺能5-HT1A受體以及更低密度的M1受體。此外，PCC具有比ACC更大的乙酰膽堿受體結合密度。
最后，我們注意到，獲得詳細的細胞結構數據在經驗上是有挑戰性的，并且幾乎沒有針對任何大腦區域的針對性研究，PCC也不例外。隨著當代研究皮層細胞結構的方法的進步，特別是在人腦中，重要的是要了解這里使用的界限是如何得到支持或進一步完善的。例如，如果Julich腦圖譜等可以確定人類RSC區域29和30的細胞結構分界，那么將對本文概述的三分結構提供重要佐證。
PCC連接
廣義地說，PCC與涉及記憶、情緒和執行控制的區域相連。然而，NHP（非人類靈長類動物）中的示蹤物注入研究表明，PCC的三個分區具有不同的連接特點（盡管有大量重疊）。關于丘腦投射，dPCC優先接收來自后外側核（與軀體感覺信息相關）、中央核（與基底節反饋相關）、背內側核（也與前額葉皮層（PFC）緊密相連）、腹側前核（與基節連接緊密相關）、腹外側核（和基底節連接緊密相連）的輸入，還有和邊緣系統相關的前背側、前腹側和前內側核。vPFC優先接收來自前內側核（與記憶相關的邊緣核）和枕狀核和外側背側核（與記憶力相關）的輸入。RSC優先接收來自丘腦前核（與包括海馬在內的邊緣回路密切相關）和內側枕核的輸入。這些PCC–丘腦投射中的大多數是相互作用的。
關于皮質投射，整個PCC與背外側PFC、ACC、側頂葉、顳極和內嗅皮質連接。然而，在數量和質量上也有區別這些次區域的聯系。相對于PCC的其余部分，vPFC比dPCC從PFC接收的投射更少，并且從顳皮質（不包括海馬）接收的投射也更多。相對于vPFC和dPCC，RSC從海馬、海馬旁皮質和dlPFC接收更多輸入。RSC不直接與楔前體連接，而vPCC和dPCC相互連接。鑒于文獻不一致，不明確PCC是否與皮質感覺區域有連接。Parvizi等人注意到PCC和初級感覺區域之間缺乏連接。然而，Morecraft等人報道了PCC（主要是dPCC）與多種感覺區域之間的連接，包括初級軀體感覺皮層、V3區、內側顳上區和聽覺關聯皮層。
總之，PCC的連通性支持了我們對該區域的三分觀點。也就是說，dPCC與額葉區域更緊密地耦合，而vPFC與額葉和顳葉區域更緊密連接。相比之下，RSC尤其受到來自內側顳葉的連接的支配。雖然這些數據來自NHPs（非人類靈長類動物），但人腦的纖維束成像也支持PCC內不同的背側和腹側通路會聚。這些連通性概況有助于為這些次區域的假定功能作用奠定基礎，詳述如下。
圖3 PCC電生理
a、獼猴和人類后扣帶回皮層（PCC）擬議三分分割示意圖，方框內顯示了先前記錄的位置。
b、在注意力任務參與過程中，獼猴背側PCC（dPCC）的放電率受到抑制。在這張圖中，顯示了完成注意力任務（注視視覺目標以檢測顏色變化）的兩只獼猴的神經元群體的平均試驗校準放電率；在注意力開始時（圖上的時間0）系統地抑制了放電率。此外，在與更快反應時間（RT）相關的任務狀態中放電率較低，可能反映了更多的任務參與。
c、在獼猴dPCC中，掃視后放電率會提高。對于風險更大的決策，放電速度的增加更大。
d、在人類dPCC中，高頻活動（振幅在70–150 Hz范圍內）在執行諸如視覺搜索（識別同一字母或數字數組中的目標旋轉字母或數字）和加法（添加五個單數字）等執行任務期間增加。這種增加遠遠大于與過去或未來事件場景相關的情景任務中觀察到的增加。
e、相比之下，在腹側PCC（vPCC）中，高頻活動在執行任務（添加）期間被抑制，但在個體回憶過去事件場景的情景任務期間被大大增加。
f、在獼猴的dPCC中注射麝香草醇（強烈抑制局部神經活動）會導致視覺提示的聯想項目學習任務在低價值（小果汁獎勵）而非高價值（大果汁獎勵）決策中的表現下降（正確率反映了基于學習到的視覺線索，掃視到兩個位置之一正確選擇的目標項目的數量）。
ns，無顯著性；RSC，脾后皮質。
比較研究
如上所述，人類和NHP的PCC顯示出高度的解剖同源性（圖1）。當考慮嚙齒類動物中的同源PCC區域時，情況更加復雜。傳統的神經解剖學觀點認為，基于靈長類動物與嚙齒類動物PCC組織的特定細胞結構特征，嚙齒類動物中沒有區域23或31的同源物。在靈長類動物中，區域23和31與區域29和30的區別在于它們所含的IV層星狀細胞的數量，這在區域23和區域31中更高。嚙齒類動物不具有如此數量的IV層星形細胞的區域，因此可能缺乏與靈長類動物區域23和30相當的區域。然而，嚙齒類動物有一個大的脾后區（區域29和30），占據了后內側表面的大部分。因此，在我們的三分法中，嚙齒類動物只擁有RSC，缺乏vPCC和dPCC同源物。然而，PCC同系物沒有得到像ACC同系物那樣的關注（主要是因為ACC同系物是在PFC的更廣泛背景下考慮的，而PFC是更多研究的主題），因此目前仍不清楚。正是出于這些原因，我們將這一視角聚焦于靈長類動物的大腦。
PCC功能
在回顧PCC的功能時，我們使用PCC作為如上定義的一般區域術語，或者在討論不可能獲得進一步解剖精度的數據時使用PCC。否則，我們在適當的時候使用dPCC、vPCC和RSC以做區分。重要的是，我們注意到，與許多其他大腦區域不同，PCC缺乏典型的損傷研究，這些研究通常用于確定區域的核心或獨特功能。PCC是大腦中血管最密集的區域，并接受大腦后動脈和大腦中動脈的雙重血液供應，大大降低了缺血性卒中的發生率（相比之下，相鄰楔前葉的缺血性卒中占病例的不到1%）。此外，PCC的解剖位置限制了局灶性病變的發生，當損傷病例確實影響PCC時，它們通常包括主要通路，如扣帶束或胼胝體，使功能解釋復雜化。因此，我們注意到對PCC功能的因果研究普遍缺乏，但在以下特定章節的背景下，我們舉出了關鍵的例子。最后，如方框2所述，RSC的劃界，特別是人類，在文獻中有很大的不同。當代解剖學發現與Brodmann地圖的常見翻譯有很大不同，在解讀文獻時提出了嚴重的挑戰。考慮到這一點，并給出了最近的幾篇評論，我們僅對RSC功能進行了有限的討論。
PCC的腦影像研究
早期的神經影像學研究反復觀察到，PCC是幾個在廣泛的注意力需求任務中，血流動力學活動測量值持續降低或“失活”的大腦區域中的一個。相反，在靜息或非任務狀態下，PCC和楔前葉通常被觀察為峰值血流和代謝區域。總之，這些發現將PCC確立為一個獨特的大腦區域網絡中的共同節點，該網絡顯示出高基礎水平的血流動力學活動，在許多形式的認知努力中，這種活動會大大減少——即現在通常稱為默認模式網絡（DMN）。PCC和楔前葉的這種特殊的“任務負性”使它們被統稱為“內側神秘頂葉區域”。關于“認知”過程中這種反常的活動抑制起到了什么作用，最初的推測是“PCC和鄰近的楔前葉可以被認為是大腦的一個振奮性活動區域，它可以持續收集關于我們周圍世界或我們內部的信息。PCC被視為一種支持對正在進行的認知過程進行監視的區域，這種監視被具有高注意力需求的任務暫時中止。快速增長的當代研究進一步探索了正在進行的自發思考與DMN之間的聯系。
在這項早期工作之后，功能性MRI（fMRI）文獻主要檢查了PCC功能，作為研究DMN或更大PMC區域的一部分。然而，盡管在需要注意的任務期間PCC內的失激活已被廣泛發現，但大量文獻現在表明，許多任務誘發的認知狀態確實會增加PCC內的血流動力學活動，這與早期正電子發射斷層掃描（PET）觀察結果一致。特別是，PCC血流動力學激活發生在依賴情景記憶、空間導航、自我參照認知或與上下文和語義處理相關的其他類型的高階抽象思維的任務中。事實上，PCC在情景記憶中的作用以其在記憶處理的不同階段的反應的相反方向性為特征：PCC活動通常在情景記憶編碼期間被抑制，而在情景記憶檢索期間被增強。在編碼過程中，對于更可能被隨后記憶的項目，PCC失活更大。同樣，在各種刺激類型的成功情景記憶檢索過程中，PCC活性會增強。根據早期觀察，PCC激活通常被認為是在需要“內部”或“自我參考”聚焦的條件下發生的，而PCC失活則是在需要‘外部’或“非自我參考’聚焦的條件下發生的。更具體的理論涉及PCC在空間和環境處理（如場景構建）、抽象聯想處理（如上下文或語義處理）以及最近的強化學習中的激活。重要的是，這些描述通常不特定于PCC及其子區域，而是將PCC作為DMN或更大的后內側或“中線”區域的關鍵節點。然而，隨后在大腦網絡分割方面的進展，以及針對性的認知范式，進一步詳細了人類PCC的網絡成員和假定功能。
腦網絡和PCC子區域
雖然早期的網絡神經科學研究將整個PCC納入了一個更大的PMC“節點”（圖2a），但最近的研究表明存在一個異質的次區域組織。當直接比較vPCC和dPCC之間相關靜息狀態活動的全腦模式時，出現了一個明確的劃分。dPCC定期與前頂葉或執行控制網絡耦合，而vPCC與DMN的連接更緊密（圖2a）。此外，vPCC（通常報告為RSC）通常與包括內側顳葉和下頂下小葉的記憶或關聯網絡耦合。基于任務的共激活的大規模薈萃分析也報告了dPCC、vPCC和RSC可以在功能上分離。總之，這些數據為PCC的三分結構提供了令人信服的聯系。
最近，研究人員已經能夠利用高分辨率功能成像技術（如7T fMRI）與精確神經成像的重復掃描來從個人自身而不是從群體均值來估計功能網絡。這些方法概括了群體分割圖的主要結果，并發現dPCC、vPCC和RSC通常是可分離功能網絡的成員。此外，它們還顯示了一定程度的地形變異性，這促進了PCC內此類精度方法的進一步使用。因此，這些對推定功能性腦網絡的更現代的神經成像研究，如上述解剖研究，支持PCC的三分劃分方式。重要的是，我們承認，作為一種基于血流動力學的測量（即對血管組織敏感的測量），fMRI分割可能無法完美地再現細胞結構邊界。通過考慮這些網絡劃分并特別關注PCC激活譜，PCC子區域的推定功能開始顯現。
PCC亞區和情景記憶。與它與內側顳葉的解剖學聯系一致，神經成像研究發現，PCC經常與情景記憶有關，其中，PCC的活動隨著主觀記憶強度和檢索刺激的細節而增加。這些發現促使人們將PCC視為更大的內側顳葉——新皮質記憶系統中的關鍵節點。在這些擴展的記憶系統理論中，PCC被認為是記憶檢索或闡述網絡的一部分，該網絡表示與先前經驗相關的上下文或要點。事實上，在報告PCC損傷的有限數量的案例研究中，所報告的缺陷與“脾后”或“地形”失憶有關，其中空間記憶尤其受到影響，突出了PCC與情景和空間記憶行為之間的關聯。然而，PCC對情景記憶的獨特貢獻仍知之甚少。我們認為，考慮分區域可能有助于界定PCC的職能作用。例如，如上所述，PCC內編碼-檢索響應翻轉的軌跡在PCC子區域之間有所不同。因此，現有數據已經突出了不同類型記憶檢索行為期間PCC內的獨特子區域效應。
常用于研究情景記憶的自傳體回憶任務雖然在生態上是有效的，但它們的實施具有挑戰性，而且很難驗證。因此，研究人員通常傾向于更受控制的項目識別任務，即向個體呈現刺激列表（如圖像），并在一段延遲（持續時間不同）后，詢問他們識別了哪些刺激（即，呈現的刺激是舊的還是新的）。有趣的是，這兩種類型的檢索任務往往會產生顯著不同的活動模式，這可以用PCC的分區域描述來解釋。盡管在自傳檢索和回憶過程中，vPCC中的活動增加，但dPCC中的活動與執行項目識別任務有關（圖2b和補充信息）。即使在使用相同的刺激來探測兩個任務時，PCC反應的這種不同模式仍然存在。考慮到PCC顯示出對項目識別的響應而不是對自傳的響應，它在項目識別過程中扮演什么角色？dPCC參與了在內部/記憶和外部/感知來源之間平衡注意力的任務，并且即使在顯性記憶語境之外，它也對刺激的熟悉程度做出反應；它也與長期記憶引導的注意力有關。這表明dPCC充當助記和控制過程之間的橋梁。此外，值得注意的是，盡管視覺空間相關的記憶過程（如回憶關于你最喜歡的公園的細節） 與vPCC活動相關，但視覺空間相關控制過程（如使用環境線索來決定在哪里分配注意力）與dPCC活動相關。
是什么因素導致了PCC內的任務區功能分離？對先前結果的仔細檢查表明，vPCC內的BOLD活性水平可以直接與有效的記憶檢索聯系起來。此外，vPCC還作為語義處理網絡的一部分，以及關于自我和他人的細節的表示。通過觀察PCC的外部和與記憶處理相關的新皮質區域，可以發現進一步的見解。vPCC與dPCC中觀察到的不同激活模式反映了PMAT框架提出的兩種可分離皮層-海馬記憶系統的相對貢獻。PMAT框架指定了一個具有后內側（PM）核心的大腦區域網絡，包括海馬旁皮層、PCC、RSC和楔前葉，也延伸到腹內側前額葉皮層和角回。該PM網絡涉及表示空間和上下文記憶特征以及自我中心信息，對于自傳和情景記憶檢索至關重要。相反，前顳（AT）網絡，包括嗅周皮層、杏仁核、前腹側顳皮層和外側眶額皮層，參與項目識別和聯想記憶，可能對賦予刺激意義或價值至關重要。上述vPCC的響應和固有連接性強烈地暗示PM（內側）網絡中的區域，而dPCC更好地與AT（前顳）網絡對齊。
或者，根據回憶和熟悉的“綜合記憶模型”，dPCC與負責產生和評估熟悉信號的前額頂控制區緊密相連，而vPCC與回憶基礎的記憶關聯和表征過程緊密相連。
在這個框架中，RSC也被認為是一個重要的連接中心，但被認為在助記符恢復中具有關鍵作用。最后，也有人提出，dPCC和vPFC的不同功能響應和連接性分布可能會將子區域與記憶概念聯系起來，這些概念被認為是檢索過程的主軸，如異地處理與自我中心處理，記憶經歷整合的程度，或存儲器搜索或檢索后監視所需的控制程度。
這些理論共同的二分法提出了這樣一個問題，即識別任務期間在dPCC中觀察到的活動是否最好嚴格地通過助記這個視角來觀察，或者是否存在可以幫助更好地隔離dPCC功能和與vPCC的分離的替代。稍后，當我們回顧決策和認知控制領域的令人信服的文獻時，我們會回到這個話題，這些文獻也經常識別dPCC的激活，從而揭示了記憶決策過程中觀察到的活動。
PCC子區域和視覺空間處理。文獻表明PCC亞區域在對地點和人的視覺編碼（都是情景記憶的共同屬性）方面存在差異。例如，最近的幾項fMRI研究直接比較了PMC區域內對位置和面部刺激的反應，并報告了延伸到頂枕溝（稱為內側位置區域）的vPFC對位置刺激有選擇性反應。相比之下，以脾溝為中心的dPCC區域對面部刺激有選擇性反應。當比較位置和面部項目的感知和記憶處理時，有一些證據表明PCC中對這些條件的區域反應重疊。然而，在功能反應中，尤其是對場所刺激條件的反應中，也可能存在對記憶的系統性前部感知。需要進一步的工作來理解這些數據，因為PCC在歷史上沒有被常規地涉及高階視覺類別選擇。有趣的是，與不熟悉的刺激相比，PCC的假定位置和面部“區域”在感知個人熟悉的刺激時表現出特別強烈的反應，這暗示了這些反應的記憶方面。進一步了解這些視覺/語義類別響應的性質以及它們與上文詳述的PCC記憶檢索過程的關系將非常重要。
決策和認知控制中的PCC亞區域。盡管通常涉及項目識別記憶，但dPCC也始終參與決策研究（圖2）。然而，大量的人類神經影像學文獻表明，dPCC參與決策尚未與記憶研究的結果很好地結合。神經影像學的早期觀察表明，dPCC的活動與其他大腦區域一起，與增益（即積極的決策結果）和經濟決策的主觀價值相關。與客觀價值不同，主觀價值考慮了可能影響估價的所有因素，例如延遲收到獎勵或所需的努力。dPCC中的活動及其與其他區域的功能關系對許多影響主觀價值的上下文因素敏感，例如刺激的風險（與更可能的選項相比，低可能性獎勵的概率）以及刺激的主觀價值與當前任務目標的一致程度。然而，刺激的主觀價值往往與其他實驗者控制的環境因素相關，例如獲得獎勵的上下文可預測性。事實上，許多研究人員發現，dPCC更可能參與跟蹤環境不確定性或可能性，而不是參與處理個體刺激的主觀值。例如，已發現dPCC中的活動與決策變量相關，例如上下文預測錯誤（期望與經歷的事件或結果之間的不匹配）、不確定性或決策風險、基于上下文信息更新值以及上下文中的改變點。盡管dPCC對決策的獨特貢獻仍有待描述，但這些發現表明，dPCC作為連接本地獎勵意外事件與更廣泛的上下文方案的橋梁，可能依賴于或依賴于記憶檢索過程。
重要的是，多個薈萃分析顯示了決策過程中dPCC參與的驚人一致性，而vPCC和RSC中的反應相對罕見。需要更多的工作來合并來自單獨決策和記憶文獻的發現，以更好地確定dPCC的參與。如下文所述，這種特定于dPCC的執行作用提供了與NHP電生理學的令人信服的同源性。
PCC的電生理研究
電生理學是神經影像學研究的重要補充。盡管PCC的人類神經成像傾向于詢問記憶相關過程，但NHP中的電生理學工作側重于決策和認知控制和空間編碼。因此，這兩種類型的研究提供了補充信息，而不是直接的跨物種重復。研究重點的這些明顯差異可能表明兩種方法揭示的物種功能差異。然而，我們對這種觀點持謹慎態度；事實上，我們認為有初步證據表明，不同方法（不同物種）之間存在功能同源性。
NHP單位研究。靈長類動物PCC的早期單個單位研究的動機是了解其與頂葉皮層的關系，特別是其在空間處理中的作用。由于對頂葉皮層的興趣，這些研究針對頂葉連接最強的區域（CGp區域）。由于該區域最接近我們所稱的dPCC（圖3），因此我們在此將使用術語dPCC來表示該區域。獼猴的dPCC記錄突出了一系列編碼屬性，包括編碼空間信息、價值以及其他認知和記憶變量的能力。
從廣義上說，在PCC中識別空間編碼的研究發現了注視方向和掃視目標位置編碼的證據；這些反應確實與獎勵大小相關，許多頂葉區域的反應也是如此。NHP研究提供了一個補充信息來源，拓寬了我們對dPCC功能的理解，并突出了在將來該領域潛在同源性的一個有趣點是dPCC內的扣帶溝視覺區域，它與人類和NHPs的空間和視覺運動處理相關。
NHP dPCC顯示出與上述人類發現的更密切聯系，它在決策、評估和選擇方面也發揮著重要作用，這一功能也與頂葉皮層共享。NHP dPCC中的值編碼研究表明：dPCC是一組區域的一部分，其活動隨主觀價值而變化，通常稱為主觀價值網絡，其可能與其與眶額皮層（以及其他獎勵結構）的聯系有關。然而，隨后的一項研究仔細地將價值（對某些選擇的偏好）與顯著性（選擇結果和基線結果之間的絕對差異）分開，發現顯著性為dPCC激發提供了更好的解釋。這可能有助于解釋為什么該區域僅出現在某些具有主觀價值的人類神經影像學研究中。如上所述，所有這些研究都針對dPCC內的單個單位活動。
在NHP和人類之間特異性同源性的一個例子中，NHP-dPCC中的神經元表現出強直性失活，這可能是由于DMN中該區域的作用。例如，在一個簡單的延遲掃視任務（有或沒有工作記憶組件）中，相對于測試之間的延遲，在任務期間，緊張放電率活動減少（圖3）。事實上，在對工作記憶中的信息進行更為嚴格的主動維護期間，dPCC中的放電率進一步降低。這些發現讓人聯想到dPCC活動反映了與上述成功任務績效相反的過程。在具有多個交錯任務的環境中，dPCC活動在任務切換之后減少，這可能是更需要認知的試驗；與這一想法一致的是，自任務切換以來，活動會隨著時間（試驗次數）而系統性地增加。文獻表明PCC和楔前葉是具有長時間整合窗口的幾個皮質區域中的兩個。因此，在任何給定時刻，PCC內的活動都受到神經事件的先前歷史的影響，該歷史在時間上比在感覺皮層中觀察到的要遠得多。
人體電生理學研究。人類神經科學中常見的非侵入性方法（如腦電圖和腦磁圖）在可靠地分離PCC特定電生理信號的能力方面受到限制，因此，來自人腦的侵入性記錄雖然罕見，但為直接捕獲PCC電生理學提供了關鍵機會。這些記錄是在藥物耐受性癲癇患者中進行的，這些患者正在接受潛在神經外科治療的侵入性監測。
主要受人類神經成像觀察的啟發，人類PCC的電生理學研究集中于其作為DMN成員的作用。這些研究（以及該領域的其他研究）的共同點是關注高頻活動（70–200 Hz）的變化，這是局部群體尖峰和相關突觸事件的一個強有力的特征，這與BOLD fMRI活動模式密切相關。與人類神經成像一致，人類PCC的顱內記錄顯示，在外部定向任務（如目標檢測、視覺搜索、心理計算和持續注意力）期間，高頻活動受到事件相關抑制或失活（圖3）。同樣與神經成像和NHP單個單位發現一致，PCC內更高的高頻失活與任務績效的提高相關。這些數據為神經成像結果提供了電生理基礎，并揭示了重要的時間信息。例如，PCC的事件相關抑制發生在DMN的其他節點（例如外側顳皮質）中事件相關抑制之后相對較晚（＞300ms），但發生在其他節點（如內側PFC）之前。此外，如DMN中樞所預期的，背側注意力網絡（包括背外側額葉和頂葉皮質，通常發生在試驗開始后約200 ms）接合后，PCC中的高頻活動失活。PCC內與任務相關的活動抑制是目前人類和NHP研究中唯一常見的電生理發現。
與神經成像結果類似，雖然外部定向任務導致PCC失活，但各種內部定向認知任務導致PCC內的高頻活動增加，包括轉移到靜息非任務狀態和自傳記憶檢索（圖3）。后一種反應通常相對于任務線索具有遲發（＞300ms），但與與記憶檢索相關的其他DMN區域的反應緊密一致。此外，PCC內對自傳體記憶的高頻反應大于對類似語義或個人判斷的高頻反應。當考慮到個體解剖結構時，vPFC內的自傳體記憶檢索期間活動的高頻增加比PCC的其他部分更大、更可靠，并且發作潛伏期更短，這與神經成像發現一致。
然而，在整個PCC中可以觀察到自傳體記憶搜索期間的高頻反應。迄今為止，還沒有專門針對記憶決策或一般決策的系統性人類顱內PCC調查。然而，值得注意的是，對更多執行任務條件（如任務切換或數字處理）的非助記符響應確實會增加dPCC內的高頻活動。最近，通過人類顱內記錄直接檢查了這種分離，與vPCC記錄相比，在dPCC記錄中顯示出對執行任務（視覺搜索和數字添加）的明顯選擇性（圖3）。在同一研究中，這些結果也在單個單位水平上得到了支持，其中大多數dPCC細胞僅對特定的執行任務條件表現出發射選擇性。這些發現提供了進一步的功能證據，將dPCC與執行認知控制大腦網絡聯系起來。
顱內記錄也揭示了PCC內的低頻振蕩，這在協調神經活動中有許多作用。例如，在休息期間，PCC的固有振蕩活動在4–7 Hz內達到峰值，這與鄰近腦區域（如枕部8–10 Hz）的振蕩活動不同。這些發現進一步支持了vPFC與內側顳葉的記憶檢索功能密切相關的假設。這一觀點的其他支持來自靜息狀態連接性的電生理學研究，側重于高頻活動的緩慢（＜1Hz）波動：在靜息非任務狀態期間，PCC內的記錄顯示出與DMN區域內的遠距離記錄位點的密切時間協調。
總之，這些研究證實了人類fMRI發現，表明PCC在情景記憶檢索中的作用，并概括了DMN的常見生理特征。雖然在空間映射神經反應方面不太理想，但顱內發現表明PCC的功能組織更為復雜，需要進一步檢查。然而，在決策和認知控制任務中，人類PCC參與的電生理證據卻少得多。這一焦點不僅與上述神經影像學文獻形成對比，更重要的是，與NHP PCC的許多現存發現形成對比。這引發了物種間PCC電生理學的潛在挑戰性分歧。什么因素可以解釋這種差異？首先，值得注意的是，專門關注經濟決策范式的人類顱內研究要少得多，而NHP研究未能解開記憶效應，這表明缺乏必要的實驗而不是發現。其次，NHP研究主要集中于單個單位活動，而在人類PCC中僅報道了一項此類研究。然而，如上所述，在任務誘導的PCC抑制的背景下，當考慮可比較的任務和測量（例如局部場電位譜）時，NHP和人類電生理學之間存在驚人的相似性。第三個因素可能在于次區域組織。如上所述，NHP中的工作僅集中于dPCC（有時稱為區域CGp），而人體研究（其中電極靶向是臨床確定的）在解剖學上更為多樣。因此，通過標準記錄方法和單個單位研究2，未來的研究將大大受益于人類dPCC內非記憶編碼的系統電生理研究。
結論和未來方向
如上所述，解剖和生理數據支持PCC包括至少三個功能分區的觀點。這種三方分割提供了跨物種和技術的觀察結果之間更清晰的聯系，在某些情況下，還調和了先前的沖突發現。簡而言之，dPCC似乎與助記符和非助記符任務中的執行和決策功能更為相關。相比之下，vPCC與主要助記過程以及環境和上下文特征的關聯更為緊密。雖然RSC與空間記憶和導航相關，但其解剖學定義在文獻中有很大差異（方框2）。此外，人類與NHP文獻中對記憶功能與決策功能的關注似乎是一種“聚光燈效應”（即，證明解剖區域與特定功能之間的聯系的研究引發了更多類似的研究），并反映了NHP（非人類靈長類動物）研究在dPCC上的相對集中程度。因此，今后，調查人員必須為PCC次區域組織負責。這對于更好地理解RSC的潛在獨特功能尤為重要，因為RSC在靈長類動物中的復雜解剖結構需要仔細考慮。
總結
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