神经元反馈可以改变我们“看到”的东西

你见过一些不存在的东西吗?是你的大脑在捉弄你吗?根据发表在《美国科学院院刊》上的一项研究，这些“把戏”可能是你的大脑对视觉系统不同部分神经元之间的反馈做出的反应神经科学杂志由卡内基梅隆大学生物科学助理教授桑德拉·j·库尔曼及其同事共同完成。

理解这个反馈系统可以提供新的见解视觉系统这可能会对理解大脑的神经回路产生进一步的影响大脑解释和理解感官刺激。

许多视错觉让你看到不存在的东西。以Kanizsa三角形为例:当你在正确的位置放置三个类似吃豆人的楔子时，你会看到一个三角形，尽管三角形的边缘并没有画出来。

“我们用大脑和眼睛看东西。你的大脑在做推理，让你看到三角形。它是把楔子角之间的点连接起来，”库尔曼说，他是卡内基梅隆大学大脑中枢神经科学计划的成员，也是卡内基梅隆大学/匹兹堡大学认知神经基础中心(CNBC)的联合成员。“视错觉说明了我们的视觉系统可以做的一些惊人的事情。”

当我们看一个物体时，信息我们所看到的东西通过神经元回路传播，从视网膜开始，经过丘脑，进入大脑视觉皮层．在视觉皮层中，信息经过多个阶段的处理，最终被发送到大脑前额叶皮层-大脑中做决定的区域，包括如何对给定的刺激做出反应。

然而，并不是所有的信息都保持在这条前进的道路上。在第二阶段阶段在视觉皮层的处理过程中，一些神经元会逆转过程并将信息发送回处理的第一阶段。卡内基梅隆大学的研究人员想知道，这种反馈是否会改变视觉皮层神经元对刺激的反应方式，并改变发送到前额叶皮层的信息。

虽然已经有很多关于信息如何通过视觉系统向前移动的研究，但很少有人研究向后移动的信息的影响。为了弄清楚从第二阶段处理返回到第一阶段的信息是否影响了信息在视觉系统中的编码方式，研究人员需要量化从第二阶段发送回第一阶段的信息的大小。使用老鼠模型，当老鼠看着代表边缘的移动图案时，他们记录了视觉皮层第一阶段的正常神经元放电。然后，他们在第二阶段使用改良的光遗传技术使神经元沉默。这阻止了从第二阶段向第一阶段的信息反馈，并允许研究人员确定视觉处理第一阶段的神经元活动有多少是反馈的结果。

20%的神经活动是反馈的结果，库尔曼将这个概念称为相互连接。这表明，来自视觉皮层的一些信息不是对视觉刺激的直接反应，而是对更高皮层区域如何感知刺激的反应。

她说，这种反馈可能是导致我们的大脑完成卡尼萨三角形中未画线的原因。但更重要的是，这意味着研究神经元反馈对我们理解大脑如何处理刺激非常重要。

“这代表了一种研究视觉感知和神经计算的新方法。如果我们想真正了解视觉通路，以及总体上的皮层功能，我们必须理解这些相互联系，”Kuhlman说。