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當物體在我們的視野中移動時，眼睛中的神經細胞就會感知并發(fā)出運動方向的信號。然而，這些神經細胞如何對大腦皮層中的神經細胞產生影響，仍然是一個謎。

最近，奧爾胡斯大學（Aarhus University）的研究人員繪制了將視覺運動的信息傳遞到大腦皮層的神經細胞的功能圖。這將使我們對大腦中意識的感覺印象如何產生有了全新的認識。研究結果已在《自然通訊》上發(fā)表。

視網膜回路提取的視覺特征在沿著視覺層次進行處理后，被分流到更高的視覺區(qū)域(HVAs)。然而，基于視網膜輸出通道的HVAs的神經元特異性表達是如何構建的仍不清楚。

在這項研究中，研究人員通過確定基因干擾視網膜方向選擇性對小鼠從視網膜到HVAs視覺階段運動誘發(fā)反應的影響來解決這個問題。在視網膜操作時，位于前外側(RL)區(qū)域內的方向選擇(DS)細胞選擇性地減少，這些細胞傾向于更高的時間頻率，并隨著刺激的時間頻率的增加而改變方向調諧偏差。在初級視覺皮層投射到RL區(qū)域而不是后內側區(qū)域的DS細胞也受到類似的影響。因此，皮質-皮質投射神經元的特異性連接優(yōu)先通過來自視網膜DS細胞的前饋信號傳遞到RL區(qū)。

因此，研究人員確定了一個用于視網膜中計算運動的大腦皮層處理流，。

作者Rune Nguyen Rasmussen表示“我們在該項研究中描述了一種特殊的神經回路，該回路從眼睛的神經細胞到大腦皮層的神經細胞發(fā)送有關視覺運動的信息。這很重要，因此我們可以開始了解大腦中意識性感覺印象如何產生的機制?！?/span>

從長遠來看，該項研究可能會使研究人員理解和治療大腦感覺功能失調的疾病，比如癡呆，或精神分裂癥患者是如何出現(xiàn)幻覺的。

顛覆常識：以前認為在大腦皮層中產生的東西實際上已經在眼睛中出現(xiàn)了

“如果視覺沒有感知運動的能力，就會導致嚴重的后果，如我們從那些喪失了感知物體運動能力的人身上所看到的。”

研究人員通過結合一系列實驗方法，并使用小鼠作為影響眼睛中特殊神經細胞的動物模型，了解眼睛神經細胞如何影響大腦皮層神經細胞。

繪制皮層區(qū)域的敏感度

研究人員使用固有信號光學成像在實驗小鼠中繪制了視覺皮層組織。我們從水平和垂直視網膜斑點圖生成了視野標志圖（圖1a），并可靠地確定了六個視覺區(qū)域：V1，外側膜（LM），前外側（AL），RL，前內側（AM）和PM（圖5a）。

在這項研究中，研究人員證明了眼睛中一組特殊的神經細胞可確保大腦皮層中的視覺神經細胞可以感知并響應高速的視覺運動。

最有趣的地方是，它意味著以前認為在大腦皮層中產生的東西實際上已經在視覺的最早階段即眼睛中出現(xiàn)了。

針對未來的研究，Rune Nguyen Rasmussen表示“該神經回路如何以及何時涉及行為的各個方面是一個非常重要的問題。因此，實驗組未來的研究將是了解老鼠四處移動并需要在周圍環(huán)境中導航時，這個神經回路是否參與了感知視覺運動?！?nbsp;

論文地址：

https://www.nature.com/articles/s41467-020-14643-z

參考：新智元