2月16日，中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心、中國科學院上海生命科學研究院神經科學研究所蒲慕明研究組在
《美國國家科學院院刊》在線發表了題為《清醒獼猴次級視皮層神經元感受野的空間結構》的科研論文。該研究結合電生理記錄和計算模型相，獲得了清醒獼猴V2區不同類型神經元感受野的精細空間結構，此外該研究還通過光學成像揭示了這些神經元在V2皮層區的分布。
視覺感知依賴於大腦中多個區域對外部視覺圖像的處理。要理解視覺信息的加工過程，則需要知道每一級腦區中單個神經細胞的感受野，即單個神經元是如何編碼和處理視覺信號的。
相比於初級視皮層（V1），我們對次級視皮層（V2）神經元的感受野結構以及信息處理的機制了解的仍然比較少。主要原因在於，高級皮層區的神經元反應特性更加的非線性，而傳統方法使用參數化的視覺刺激來研究感受野特性，一次只能測量少數幾種特徵，不能得到感受野的特性完整描述。為了更加深入和完整地了解V2區神經元對視覺信息的處理機制，蒲慕明實驗室建立感受野模型：通過電生理記錄V2單個神經元對大量自然圖像的反應（圖A），並建立V2神經元感受野的數學模型（圖B），再使用計算方法獲得模型參數。得到的感受野模型還可以用來預測神經元對其它視覺刺激的反應。和傳統方法相比, 這一方法不需要提前假設神經元對視覺特徵的偏好，得到的結果更為客觀。
蒲慕明研究組使用上述方法得到了V2神經元感受野模型，並從中獲得了V2感受野的高解析度空間結構（圖C-E），它們可以分為三類：1）和V1細胞感受野類似型（圖C）；2）細長型（高長寬比，圖D）；3）複雜結構型（含有多朝向成分，圖E）。其中後兩種類型是之前未被報導過的，這些V2細胞感受野的結構的形成均可以通過V1細胞感受野的整合來解釋（圖F,G）。這一研究還表明，計算方法在研究高級視覺皮層感受野特性方面將會很有用。
此外，由於V2區由三種不同條帶（stripes）構成，而這些條帶可以通過內源信號成像的方法觀察到。與呂海東研究組合作，將光學成像的信息和電生理方法相結合，發現細長型感受野的神經元主要分布於亮帶（pale stripes），而有著複雜結構型感受野的細胞則主要集中在窄帶（thin stripes）。
該課題在蒲慕明研究員的指導下，主要由博士生劉璐，佘亮合作完成，其中光學成像實驗在呂海東研究員的指導下，主要由陳銘同學完成。本課題得到了科技部973計劃和中國科學院戰略性先導科技專項的資助。（來源：中國科學院上海生命科學研究院）
圖注: (A) 自然圖像視覺刺激和V2區域單細胞記錄示意圖。L.S., 月狀溝；虛線，V1/V2的邊界。(B) 神經元感受野的線性-非線性模型。S，視覺刺激；Fi，細胞亞基的空間感受野結構；fi ，二階多項式；n，亞基個數；i，第i個亞基；R，神經元的反應。(C) 和V1有著類似感受野結構的一個V2細胞示例。(D) 有著細長型感受野的一個V2細胞示例。(E) 有著複雜結構型感受野的一個V2細胞示例。(F) 有著細長結構感受野的V2細胞整合模型。紅色和藍色的橢圓：on和off亞區。(G) V2複雜結構型感受野的整合模型。
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