科学家解释了眼睛优势的大脑映射多样性的起源
人类的视觉大脑将其大部分神经元资源用于处理我们用两只眼睛看到的视觉场景。为了实现这一目标,来自代表视觉空间中相同双眼点的两只眼睛的传入信号在初级视觉皮层中成为紧密的邻居,初级视觉皮层是视觉输入的第一个皮层受体。反过来,初级视觉皮层仔细地分配它的神经元资源,以尽可能有效地表示每个双目点内的刺激。不同物种的初级视觉皮层使用不同的策略来实现这一目标。在人类和猕猴的大脑皮层中,左右眼的视觉空间地图被分割成一对插入的条纹,形成了斑马图案。在食肉动物中,大脑皮层将地图分成斑点,形成斑点图案。在啮齿动物和lagomorphs中,来自两只眼睛的传入信号混合在一起,不形成任何特定的模式。几十年来,这些不同的眼皮层模式的起源仍然是一个有争议的谜题。
最近的一项研究将发表在神经科学杂志11月14日,研究人员发现证据表明,眼睛优势模式是多样化的,因为在不同物种和同一物种的个体动物中,代表每个双眼点的皮层数量差异很大。
在人类中,初级视觉皮层用大的皮质矩形来代表每一个双眼点,允许来自两只眼睛的传入信号沿着矩形的最短轴形成平行的条纹。然而,在猫的大脑皮层中,用更小的皮层方块来代表每个双眼点,传入信号被限制成斑点图案。最后,在小鼠中,皮层太小,代表同一双眼点的少数传入信号混合在一起,没有形成特定的模式。
研究人员还发现,当皮层资源减少以代表离视觉固定点越来越远的点时,离鼻子最近的半只眼睛(鼻视网膜)占主导地位,比另半只眼睛(颞视网膜)获得更多的皮层空间。因此,正如右手在右撇子的人的运动处理中,鼻视网膜占主导地位视觉处理这种优势随着距离固定点的距离而增加。
综上所述,这些结果支持了一种观点,即主要的视觉皮质优化其神经元资源,以尽可能有效地编码在视觉空间的每个双眼点可用的不同刺激组合。
这项工作是由索拉博·纳贾菲安在纽约州立大学视光学院何塞·曼努埃尔·阿隆索的实验室完成的。