在哺乳动物中，视觉刺激的感知是由大脑不同区域数千个神经元的协调活动支持的。眼睛感知到的图像在大脑中呈现，经过各种步骤，呈现越来越精细。

　　在视觉刺激的处理和神经表征中起关键作用的大脑区域是所谓的初级视觉皮层(V1)。过去的研究表明，当视觉信号较弱时，该大脑区域神经元的反复兴奋会放大反应，而当视觉信号较强时，神经元的反复抑制会抑制反应。

　　虽然实验结果表明，反复的兴奋和抑制在视觉图像中对物体或主体的检测和区分中起着关键作用，但驱动这些过程的皮层模式仍然知之甚少。更好地理解这些模式有助于进一步阐明支撑人类视觉的复杂机制。

　　加州大学伯克利分校(UC Berkeley)和美国其他研究所的研究人员最近开展了一项研究，调查初级视觉皮层的周期性活动。他们的研究结果发表在《自然神经科学》杂志上，表明皮层集合的偏好按照一个简单的逻辑影响V1局部反复活动。

　　“反复出现的皮层活动通过精炼、放大或抑制视觉输入来塑造视觉感知，”Ian Antón Oldenburg、William D. Hendricks及其同事在他们的论文中写道。“然而，控制周期性活动影响的规则仍然是个谜。我们在小鼠视觉皮层中使用了集合特异性双光子光遗传学来分离外部视觉输入对反复活动的影响。”

　　奥尔登伯格、亨德里克斯和他们的同事在成年老鼠身上进行了一系列实验。首先，他们使用高分辨率双光子(2P)全息光遗传学技术来重建小鼠大脑中神经元活动的精确模式。然后，他们用细胞分辨率的2P钙成像技术测量了这些模式对初级视觉皮层的影响。

　　研究人员在论文中写道:“我们发现，受刺激的神经元群和邻近神经元的空间排列和视觉特征偏好共同决定了反复活动的净效应。”“这些集合的光激活在超过30μm的所有细胞中都驱动抑制，但在更近的类似调谐细胞中均匀地驱动激活。在没有类似调谐的细胞中，紧凑的、共调谐的整体驱动网络抑制，而扩散的、共调谐的整体驱动激活。”

　　在完成实验后，研究人员使用计算技术来模拟他们的观察结果。这使他们能够更好地理解他们刺激的神经元群是如何影响V1的循环活动的。

　　研究人员在他们的论文中解释说:“计算模型表明，高度局部的反复兴奋性连接和选择性收敛到抑制性神经元可以解释这些效应。”“我们的发现揭示了一个简单的逻辑，在这个逻辑中，皮层集合的空间和特征偏好决定了它们对局部复发活动的影响。”

　　Oldenburg, Hendricks和他们的合作者最近的工作收集了有价值的关于神经过程的新见解，这些神经过程可以驱动哺乳动物初级视觉皮层活动的放大和抑制。总的来说，研究小组的发现表明，在V1中观察到的反复活动模式是通过遵循特定逻辑展开的神经过程来调节的，这最终使大脑能够获得复杂视觉刺激的详细表征。

　　在未来，这些结果可能为研究视觉感知的复杂神经基础的新研究铺平道路。

　　更多信息:Ian Antón Oldenburg等人，初级视觉皮层循环回路的逻辑，自然神经科学(2024)。DOI: 10.1038 / s41593 - 023 - 01510 - 5。期刊信息:自然神经科学

　　?2024 Science X Network

　　引用:初级视觉皮层反复活动的逻辑(2024年1月25日)检索自2024年1月26日https://medicalxpress.com/news/2024-01-logic-underlying-recurrent-primary-visual.html本文档

　　作品受版权保护。除为私人学习或研究目的而进行的任何公平交易外，未经书面许可，不得转载任何部分。的有限公司

　　内容仅供参考之用。