研究揭示了皮层回路编码黑色和白色

虽然有些事情可能“像黑与白一样简单”，但大脑中使你能够区分黑与白的回路却并非如此。视网膜上的明暗模式提供了关于我们周围世界的丰富信息，然而科学家们仍然不明白这些信息是如何被视觉皮层中的神经回路编码的。视觉皮层是大脑的一部分，在构建负责视觉的神经表征中起着至关重要的作用。但是，随着人们发现视觉皮层中的大多数神经元对明暗的选择性做出反应，事情变得更加清晰了，它们将这些信息与对其他刺激特征的选择性结合起来，以实现视觉场景的详细表示。

科学家们早就知道这一点神经元视网膜向大脑的高级中枢提供信息，对明暗刺激有选择性地做出反应。“ON”细胞选择性地对光刺激而“关闭”细胞对黑暗刺激有选择性地做出反应，形成独立的平行通道，将信息传递给大脑中的电路视觉皮层．但这就是情况变得模糊的地方。在记录单个响应的基础上大脑皮层神经元在电极的作用下，ON和OFF通道似乎一旦进入皮层，就会汇聚到单个神经元上，这种汇聚对于出现一种新的皮层反应特性是必要的:对边缘方向的选择性。大脑皮层处理的进一步阶段被认为会导致越来越多的开和关信号的混合，所以单个神经元对黑暗和光明刺激的反应相似。这些结果提出了一个明显的问题:如果单个皮层神经元对黑暗和光明的反应是模糊的，那么大脑是如何让我们感知到这些差异的?

Drs。佛罗里达马克斯·普朗克神经科学研究所大卫·菲茨帕特里克实验室的戈登·史密斯和大卫·惠特尼认为是时候重新审视这个问题了。利用新的成像技术，第一次有可能同时可视化活大脑中数百个神经元的活动，他们量化了雪貂视觉皮层神经元对光明和黑暗刺激的反应。

研究小组的第一个惊喜发生在他们观察大脑皮层对均匀的暗或光刺激的反应时。虽然之前的研究没有观察到对均匀亮度变化的反应，但Smith等人不仅能够看到对这些刺激有反应的神经元，他们还发现了对暗刺激和光刺激有优先反应的神经元斑块。更令人惊讶的是，他们发现，对边缘方向或刺激运动方向有选择性反应的皮层神经元也优先对暗刺激和光刺激做出反应。简而言之，马克斯·普朗克佛罗里达大学的科学家们发现，关于黑暗和光明的信息保存在视觉皮层中大多数神经元的反应中，它是皮层回路用来代表我们视觉世界的神经代码的一个组成部分。

马克斯普朗克佛罗里达大学的科学家们面临的下一个挑战是了解突触连接的精确模式，这种模式使皮层回路能够构建这种黑色和白色的模块化表示。请继续关注更多令人兴奋的发现，这些发现有望重塑我们对大脑皮层功能的理解。