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【前沿资讯】大脑皮层神经元信息的读码机制原来是这样!
人阅读 发布时间:2018-10-09 08:28
在该研究工作中,神经所研究生余雪菲和空间感知课题组组长顾勇训练猕猴通过眼动来报告它们所感知到的光流在空间中的运动方向,并在猕猴执行任务的同时,记录了上颞叶内侧皮层(MST)、中颞叶皮层(MT)和腹顶内皮层(VIP)三个脑区的神经元胞外电生理活动,通过数学方法分离了两种成份,一是神经元所编码的视觉运动方向信息,即感觉成份;二是与猕猴认知决策相关的成份,即决策信号。分析发现,在三个脑区中,感觉信号并不是一直与决策信号保持一致,有时也会出现相反的情况,比如某些神经元偏好编码向左运动,每次神经元发放增强的时候,应该促使猕猴更多的选择向左运动(“感觉-决策一致细胞”,图中左下角细胞),但在行为上猕猴却是更多地选择向右运动(“感觉-决策相反细胞”)。利用微电流刺激进一步实验发现,在MST和MT皮层中通过微电流人为兴奋这两类细胞时,都能显着地使猕猴的认知决策发生偏差,并且偏差的方向都趋向于被电刺激兴奋的神经元所编码的偏好感觉信息方向,而不是决策信号所反映的方向。微电流刺激“感觉-决策一致细胞”对猕猴认知决策产生的偏差要大于刺激“感觉-决策相反细胞”一倍左右,表明了前者的读码权重要大于后者(图中间粗细箭头分别表示)。微电流刺激VIP神经元却不能影响猕猴的认知决策,提示这个脑区的运动信息在当前任务中并没有被下游脑区所读取和利用。
这些直接实验结果首次解析了大脑皮层神经元所编码的感觉信息和猕猴表现的决策相关信息在解码过程中的作用,为关于决策信号在感知觉皮层中作用的长期争论提供了重要的实验证据,表明大脑神经元信息的读码权重不仅与特定脑区有关,还与特定脑区中的特定神经元集群有关。此外通过建模,该研究还提出了一定的理论预期,即两类神经元集群之间存在负相关的噪音,有待于后续实验进一步验证。(晶莱生物www.genelb.cn)
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