惊喜发现揭示了小鼠大脑皮层的第二个视觉系统

未知 2019-03-02 22:23

  视觉体例大概是大脑中最容易通晓的部门。正在过去的75年里,神经科学家仍然细致描画了进入你眼睛的光波若何让你识别你祖母的脸,跟踪飞翔中的鹰,或者阅读这句话。但加州大学旧金山分校的一项新研商声明,视觉科学的一个根基方面受到质疑,这声明尽管是研商得最好的大脑部门仍旧会有许众惊喜。

  依照视觉解决的模范模子,来自视网膜的整个视觉讯息必需最先通过大脑后部的低级视觉皮层(V1),其提取纯洁的特点,如线条和周围,然后分派到少少“高阶“视觉区域,提取越来越杂乱的特点,如形势,暗影,运动等。

  这项新研商 - 正在2019年1月4日正在线发布于“科学”杂志- 初度声明个中一个所谓的高阶视觉区域,它涉及搬动物体的感知,并不依赖于来自V1的讯息。 。相反,这个被称为后脊髓皮质(POR)的区域好像直接从大脑底部的进化陈旧的感想解决核心得回视觉数据,称为上丘。

  研商高级作家,加州大学旧金山分校心理学教学,霍华德歇斯医学研商所研商员,Massimo Scanziani博士说:“就如同咱们仍然创造了第二个低级视觉皮层雷同。”“这摧毁了哺乳动物皮层视觉体例的全部观念,动作一个完备的宗旨机闭,V1动作守门人,提出了很众题目,蕴涵这两个平行的视觉体例若何演变以及它们若何协作以出现同一的视觉体验。”

  先人的上丘(正在非哺乳动物中称为视顶盖)是很少或没有皮层的生物的要紧感想解决核心,如鱼类,两栖动物,蜥蜴和鸟类。它希罕顺应运动并与反身行动相闭正在沿道 - 思思一只田鸡用它的舌头从空中搜捕苍蝇的材干,或者一只鱼也许从一个迫正在眉睫的捕食者身上飞奔的材干。

  然而,跟着哺乳动物皮层的发育,上丘并未消灭。正在灵长类动物中,蕴涵人类,它与速捷和无认识花式的视觉解决相闭,比方当你看到一条看起来像蛇的棍子时惊恐地跳跃,或者自愿搜捕到扔正在你脸上的球。它也大概正在启发视觉留心力的聚光灯方面发扬效用(比方当你等候交通讯号灯变绿或正在特定的红白条纹帽子中搜寻拥堵的场景时)。然而这篇新论文是第一次有人外明这个进化陈旧的体例正在皮质中有一个特意的空间。

  当研商的要紧作家,Scanziani测验室的博士后研商员Riccardo Beltramo博士正正在记实对鼠标POR中搬动视觉刺激的神经反合时,该研商颁发,已知该POR正在感知运动和空间追念中起效用。他利用了一种称为光遗传学的工夫,用光刹那使V1中的营谋静音,愿望说明他企望POR相应依赖于通过模范视觉宗旨机闭的讯息流。但令他诧异的是,他创造,尽管没有来自V1的输入,POR神经元仍一连相应搬动的刺激。

  “这绝对好坏凡的,”Beltramo说。“咱们对皮质中的要紧视觉区域实行了缄默,而且POR中的视觉反响仍旧没有受到影响。这是第一个告诉咱们完整出乎意思的哇工夫。”

  假如POR对搬动物体的反响不是来自V1,Beltramo思清晰,那他们是若何来到那里的?他推测,必需有另一条通道将POR毗邻到视网膜进入的视觉讯息。为了识别这种平行的视觉通道,Beltramo利用了定制工程病毒的打针,这些病毒符号了相互毗邻的神经元。这让他声明,POR神经元取得两个剖解输入源 - 一个来自V1,另一个来自上丘,每个来自丘脑的分别区域,即大脑的主旨中继站。

  为了确认上丘正正在胀舞POR对运动的反响,Beltramo利用光遗传学体例地正在从POR记实时使V1或上丘缄默。他声明 - 与灭活V1分别 - 闭塞上丘使POR营谋完整消灭。结果上,卓越的上丘好像对POR跟踪搬动物体的材干至闭紧张,研商职员创造POR的V1输入无法自行实行。

  须要更众的研商来测试像咱们如此的灵长类动物大脑的POR样区域的视觉反响是否也依赖于来自上司神经的输入,以及V1驱动和丘脑驱动的营谋若何彼此效用以影响动物的行动,作家说。

  “咱们假设POR,以前被以为是一个更高阶的视觉区域,大概是一种原始视觉皮层,相仿于纯洁的早期两栖动物,匍匐径物或鸟类视觉皮层,而且它大概专用于检测少少东西正在境遇中搬动,无论是小型,近隔断捕食如故大型远隔断捕食者,“Beltramo说。“从这个角度来看,也许V1会扩张这些讯息,改正确地分别搬动物体的本质,比方它的实在地点,或者它是一种潜正在的厚味甲虫如故潜正在致命的蝎子。”

  依照以前的研商,新创造的上丘 - POR体例也大概与忌惮反响,空间留心力和导航,乃至面部识别相闭 - 整个POR所正在的颞叶皮层区域的特点。

  这一创造也大概对一种被称为“盲视”的兴味局面出现影响,正在这种局面中,因为对V1的损害而失明的人仍旧也许识别物体的地点并导航荆棘物,尽管他们无法故意识地察觉它们。基于对灵长类动物的研商,网赌十大信誉的平台_十大网赌网址_全球最大网赌正规平台盲视被以为取决于上丘,但新的研商声明,它也大概涉及皮质的POR样区域。

  “这是个中一个提出许众题目而不是回复任何题目的研商结果之一,由于,正如很众创造雷同,它提出了无人问明晰的题目,”Scanziani说。

标签 皮层
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