研究表明,我们需要微调我们的视觉皮层“地图”
对猴子大脑的扫描揭示了处理视觉信息的大脑结构的新信息。研究结果最近发表在PNAS神经生理学家Qi Qhu (KU Leuven)和Wim Vanduffel (KU Leuven/哈佛医学院)。
当大脑接收视觉信号从眼睛开始,它以严格的等级方式处理它们。视野的特定部分投射到视觉的特定部分皮质通过视网膜。视野中靠近的点也被视觉皮层中相邻的神经元处理。这一策略确保了皮层中视野的准确再现。这种表示在分层视觉系统中也会重复多次。
绘制视觉皮层
首先,大脑细胞制作地图视觉信息叫做视网膜位置图。这些地图有点变形,就像世界地图永远不能完美地代表地球一样。例如,中央视觉处理的细节要比周边视觉,地图反映了这一差异。较低层次的区域将信息从视网膜主题图传递到较高层次,反之亦然,解释所看到的内容。
所以为了理解视觉,在视觉皮层中识别并精确定位所有的视网膜位置图是极其重要的。
和旧大陆的猴子相似吗?
鲁汶大学和哈佛医学院的Wim Vanduffel教授解释说,以前,关于视网膜位置图的知识是基于对灵长类动物等动物的研究。研究人员观察到猴子来自旧世界——大部分来自非洲和亚洲——以及新世界——美洲。此外,教科书指出,我们早期的视觉皮层由相邻的平行带组成,就像恒河猴一样。因此,研究人员认为人类的视觉皮层更类似于旧大陆猴子的视觉皮层。”
然而,新技术已经允许研究人员对这一观点进行微调。Vanduffel说:“在我们的研究中,我们使用了功能性磁共振成像。通过这些扫描,我们可以测量在特定任务中激活的大脑区域的活动——例如,一只猴子盯着屏幕,而视野只有一小部分被刺激。这项技术已经存在很长一段时间了,但我们大大提高了空间分辨率,降至0.5毫米左右。这一改进使我们能够最详细地扫描单个猴子的整个视觉皮层,这在旧的fMRI和电生理学方法中是不可能实现的。”
更好的视觉皮层地图
该研究表明,旧大陆猴视觉皮层最低水平的区域并没有排列在相邻的平行带中。
Vanduffel说:“相反,这些区域显示出更复杂的地形组织。然而,令人惊讶的是,这种组织与之前在新大陆猴子身上观察到的组织相似。换句话说,就像地理地图随着时间的推移变得越来越准确一样,我们必须调整我们对视觉皮层地形组织的认识。”
“这些改进后的地图将使我们能够更精确地在大脑中导航。有可能视觉皮层但这需要用更强大、更好的核磁共振扫描仪进行进一步研究。”
进一步探索
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