初級視覺皮層循環(huán)活動的邏輯

在哺乳動物中，視覺刺激的感知是由不同大腦區(qū)域的數(shù)千個神經(jīng)元的協(xié)調(diào)活動支持的。眼睛感知到的圖像在大腦中得到表征，經(jīng)過各個步驟，表征逐漸完善。

在視覺刺激的處理和神經(jīng)表征中起關(guān)鍵作用的大腦區(qū)域是所謂的初級視覺皮層或 V1。過去的研究表明，當(dāng)視覺信號較弱時，該大腦區(qū)域神經(jīng)元的反復(fù)興奮會放大反應(yīng)，而當(dāng)信號較強(qiáng)時，神經(jīng)元的反復(fù)抑制會抑制反應(yīng)。

雖然實驗結(jié)果表明，反復(fù)的興奮和抑制在視覺圖像中物體或主體的檢測和辨別中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，但驅(qū)動這些過程的皮質(zhì)模式仍然知之甚少。更好地理解這些模式可能有助于進(jìn)一步闡明支撐人類視覺的復(fù)雜機(jī)制。

美國加州大學(xué)伯克利分校(UC Berkeley)和其他機(jī)構(gòu)的研究人員最近開展了一項研究，調(diào)查初級視覺皮層的周期性活動。他們發(fā)表在《自然神經(jīng)科學(xué)》上的研究結(jié)果表明，皮質(zhì)群的偏好按照簡單的邏輯影響 V1 局部循環(huán)活動。

Ian Antón Oldenburg、William D. Hendricks 及其同事在論文中寫道：“周期性皮質(zhì)活動通過細(xì)化、放大或抑制視覺輸入來塑造視覺感知。”“然而，控制重復(fù)活動影響的規(guī)則仍然是個謎。我們在小鼠視覺皮層中使用了整體特異性雙光子光遺傳學(xué)，以將重復(fù)活動的影響與外部視覺輸入隔離開來。”

奧爾登堡、亨德里克斯和他們的同事在成年小鼠身上進(jìn)行了一系列實驗。首先，他們使用高分辨率雙光子(2P)全息光遺傳學(xué)技術(shù)來重建小鼠大腦中神經(jīng)元活動的精確模式。然后，他們使用具有細(xì)胞分辨率的 2P 鈣成像來測量這些模式對初級視覺皮層的影響。

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