惊喜发现在小鼠脑皮层中揭示了第二种视觉系统

视觉系统可能是大脑中最容易理解的部分。在过去的75年里，神经科学家已经收集了一份详细的报告，说明进入你眼睛的光波是如何让你认出祖母的脸、追踪飞行中的鹰或阅读这句话的。但加州大学旧金山分校的研究人员的一项新研究对视觉科学的一个基本方面提出了质疑，该研究表明，即使是研究最好的大脑部分也可以容纳很多惊喜。

根据视觉处理的标准模型，所有视觉信息首先，视网膜的视觉信号必须经过位于大脑后部的初级视觉皮层(V1)，初级视觉皮层提取出简单的特征，如线条和边缘，然后再分配给大量的“高级”视觉区域，提取出越来越复杂的特征，如形状、阴影、运动等。

这项新研究于2019年1月4日在线发表科学- 第一次说明这一项高阶之一视觉区域，这参与了移动对象的感知，根本不依赖于V1的信息。相反，这个区域被称为后缘皮层（POR），似乎直接从大脑底部的进化古老的感觉加工中心获得视觉数据，称为上丘．

“就好像我们发现了第二个主要视觉皮质，“学习高级作者Massimo Scanziani，博士学位，博士学位，博士学位，博士学位，博士学位，博士学位，博士学位，霍华德休斯医学院调查员。”这破坏了整个概念视觉系统在哺乳动物皮质中作为一个完美的层次结构，作为v1作为网守，提出了多种问题，包括这两个并行视觉系统如何发展以及它们如何合作以产生统一的视觉体验。“

蜥蜴大脑显示哺乳动物皮质

祖先的优越小集（叫做非哺乳动物的视光图）是患有少量或没有皮质的生物的主要感觉治疗中心，例如鱼类，两栖动物，蜥蜴和鸟类。它特别适合运动并捆绑在一起，以反应行为 - 想到青蛙的能力与舌头或鱼跳离掠夺者的捕食者的能力。

然而，哺乳动物中皮质的发展并没有消失。在包括人类的灵长类动物中，它已经与快速和无意识的视觉处理形式有关，例如吓跑，当你看到一个看起来像蛇的棍子时，或者自动捕捉到你脸上的球。它也可能在指导视觉关注的聚光灯方面发挥作用（例如当您正在等待红绿灯时变为绿色或为特定的红色和白色条纹帽子搜索拥挤的场景）。但是，新论文是第一次表明这种进化古代系统在皮质中具有专用空间。

该研究是在Scanziani实验室的博士后研究员的领先作者Riccardo Beltramo，博士博士，录制了鼠标POR中的视觉刺激的神经响应，这已知在感知运动和空间记忆中发挥作用。他使用一种称为Optimetics的技术在V1中暂时沉默于V1的活动，希望确认他期望POR响应取决于通过标准视觉层次结构的信息流。但是，他惊讶的是，他发现，即使没有从V1输入的情况下，POR神经元也继续回应移动的刺激。

“这绝对是显着的，”Beltramo说。“我们沉默于皮层中的主要视觉区域，在POR中的视觉响应仍然不受影响。这是第一个告诉我们我们对完全意外的东西的第一个大的”哇“时刻。”

如果POR对移动物体的回应没有来自V1，Beltramo想知道，那么他们是如何到达那里的？他推理，必须有一个连接POR到视网膜的视觉信息的路径。为了识别这种并行视觉途径，Beltramo使用的注射注射了标记彼此连接的神经元的神经元。这让他表明POR神经元从V1获得两个解剖输入的解剖输入，以及来自上部小的丘陵的第二个，每个丘脑的不同区域都是脑中的中央中继站。

为了确认上小芯片驱动POR响应的运动，Beltramo使用光源在从POR记录时系统地静音V1或优越的小学。他表明 - 与灭活V1关闭的不同，较高的小学生使POR活性完全消失。实际上，卓越的小学似乎对POR跟踪移动物体的能力至关重要，研究人员发现POR的V1输入无法自己做。

研究提高了有关脑进化，功能的基本问题

需要更多的研究来测试在灵长类动物的大脑中的视觉响应是否像我们自己也取决于来自优越的小会的意见，以及V1驱动和拼凑的活性如何相互作用以影响动物的行为，作者说。

“我们假设穷,以前被认为是一个高阶视觉区域,可能是一种“原始的”视觉皮层,类似于一个简单的两栖动物,爬行动物和鸟类视觉皮层,而且它可能是专用的检测是移动环境中,无论是很小,是近距离的猎物还是远距离的大型捕食者，”Beltramo说。“从这个角度来看，V1可能会增加对移动物体性质的更精确的识别，比如它的确切位置，或者它是可能美味的甲虫还是可能致命的蝎子。”

根据先前的研究，新发现的上丘-POR系统也可能与恐惧反应、空间注意力和导航，甚至是面部识别有关——这些都是POR所在的颞叶皮层区域的特点。

这些结果也可能对一个叫做“盲景化”的有趣现象的影响，因为对V1造成损坏的人仍然能够识别物体和导航障碍的人，即使他们无法有意识地感知他们。基于灵长类动物的研究，盲目主义是依从的依赖于优越的小小的，但新的研究表明它可能涉及POR的地区皮质也

“这是那些提出了很多问题而不是回答任何问题的发现之一，因为尽可能多的发现，它提出了没有人知道的问题，”Scanziani说。

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