神經(jīng)所研究揭示V4腦區(qū)對(duì)視覺(jué)運(yùn)動(dòng)信息的處理

http://www.xiyam.com 

4月24日，Neuron雜志以封面文章形式發(fā)表了中科院上海生科院神經(jīng)科學(xué)研究所的研究成果《獼猴V4視區(qū)的運(yùn)動(dòng)方向功能圖》。這項(xiàng)工作由呂海東研究組的博士生李培超、朱樹德等人合作完成。

在人和其他靈長(zhǎng)類動(dòng)物(Non-human Primates)中，視覺(jué)信息以并行的方式沿不同的視覺(jué)通路進(jìn)行處理。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，視覺(jué)中的運(yùn)動(dòng)信息在背側(cè)通路（dorsal pathway）處理，而不是在腹側(cè)通路（ventral pathway）。而該組的研究表明，背側(cè)和腹側(cè)通路都存在視覺(jué)運(yùn)動(dòng)信息的處理，而不同通路的處理可能服務(wù)于不同的功能目的。

位于腹側(cè)通路中的視皮層V4區(qū)被認(rèn)為主要處理顏色和形狀信息，對(duì)于它在運(yùn)動(dòng)信息處理中的作用并不清楚。通過(guò)運(yùn)用基于內(nèi)源信號(hào)的光學(xué)成像技術(shù)，李培超和朱樹德等人在猴的V1、V2和V4記錄了這三個(gè)區(qū)域?qū)\(yùn)動(dòng)方向的反應(yīng)，首次發(fā)現(xiàn)了V4區(qū)存在具有運(yùn)動(dòng)方向特異性的方向選擇性功能柱（直徑約0.3mm）。這些功能柱通常分布在V4內(nèi)部的幾個(gè)亞區(qū)，并且與朝向和顏色選擇性功能柱有部分重疊?；诜较蜻x擇性功能圖，他們進(jìn)一步用單細(xì)胞記錄的方法研究了功能柱內(nèi)部的神經(jīng)元活動(dòng)，其結(jié)果進(jìn)一步證實(shí)了功能柱內(nèi)部方向選擇性神經(jīng)元的聚集及其柱狀結(jié)構(gòu)。

這項(xiàng)研究首次在腹側(cè)通路發(fā)現(xiàn)了對(duì)運(yùn)動(dòng)反應(yīng)的功能結(jié)構(gòu)。這一結(jié)果提示背側(cè)和腹側(cè)通路更適合于按照其處理信息的目的來(lái)劃分，而不是簡(jiǎn)單的按處理信息的屬性劃分。這兩條通路可以處理和利用相同屬性的信息（如運(yùn)動(dòng)信息），而服務(wù)于不同的目的（如識(shí)別物體的運(yùn)動(dòng)，或識(shí)別運(yùn)動(dòng)物體的形狀）。

該工作得到了中國(guó)科技部、中國(guó)科學(xué)院以及神經(jīng)科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的資助。