脑功能基因组学教育部重点实验室
Key Laboratory of Brain Functional Genomics, Ministry of Education

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前庭皮层PIVC对朝向知觉的因果性影响(陈爱华)

发布日期: 2021-01-22  浏览次数: 10  作者:

自身运动知觉,是人们在空间活动过程中,对自己运动状态的一种检测。其形成过程是一个多模态信息综合作用的结果,需要视觉和其他非视觉系统的共同参与。外界信息投射到视网膜上形成的光流刺激,可以诱发自身运动知觉。而另一方面,位于耳内的前庭器官能够检测头部的空间位置和运动状态,也能提供自身运动知觉的信号。人类行为学实验证实,被试者能够整合视觉和前庭信息,提高对自身运动的判断。因此,关于自身运动神经机制的研究主要集中在这两种感觉信息的整合究竟发生在大脑的那个部位,并以什么样的方式进行的。在过去的一段时间里,大部分的研究和精力都集中在MSTd和VIP这两个区域上,因为这两个区域对视觉和前庭信息有显著的调谐反应。然而遗憾的是对MSTd进行失活并不影响被试者基于前庭信号的自身运动判断。前庭皮层PIVC直接接收来自丘脑的前庭输入很可能在自身运动过程中起着重要的作用。

为此,我们采用虚拟现实的技术将视觉和前庭刺激进行精确匹配,并将猕猴沿着不同方向进行移动,来模拟自身运动。然后对猕猴进行朝向判别任务的训练,并在猕猴执行朝向判别任务的同时对PIVC的神经元活动进行记录以观察神经元活动与自身运动认知行为之间的功能性联系。我们发现双侧失活PIVC后,前庭刺激条件下猕猴对朝向判断的阈值显著增加(如图1所示)。

群体的数据得到类似的结果。同样的失活实验在VIP上却得到完全不同的结果。虽然VIP神经元对前庭、光流或者两者都有方向选择性,但是双侧失活VIP只对朝向判断行为有很小的影响(如图2所示),尽管VIP失活的区域面积大于PIVC失活的区域面积(如图3所示),该结果发表于2016年3月的《Journal of Neuroscience》杂志上。


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