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大脑转变为行动的地方

导读 您在储藏室中看到面粉,所以可以拿到。您看到交通灯变成绿色,所以踩油门。尽管看到与响应之间的联系对于日常生存是简单且必不可少的,但神...

您在储藏室中看到面粉,所以可以拿到。您看到交通灯变成绿色,所以踩油门。尽管看到与响应之间的联系对于日常生存是简单且必不可少的,但神经科学家无法超越争论的联系以及联系的方式。但是,在《自然通讯》的一项新研究中,麻省理工学院的皮克尔学习与记忆研究所的一个团队提供了证据,即一个重要的大脑区域,即顶叶后皮质(PPC),在将视觉转化为行动中发挥了重要作用。

脑与认知科学系资深作者Mriganka Sur,Paul E.和神经科学Lilah Newton教授说:“为行动服务的愿景始于眼睛,但随后必须将信息转化为运动命令。”

Sur说:“这是开始计划的地方。”Sur说,这项研究可能有助于解释某些脑部受伤或中风的人的特殊问题,称为“半边肌忽视”。在这种情况下,人们无法采取行动甚至在视野的一侧感知物体。他们的眼睛和身体都很好,但是大脑并没有产生那种可以触发动作的想法。一些研究暗示在这种情况下会损坏PPC。

在这项新研究中,研究小组查明了PPC在小鼠中的确切作用,并显示了PPC包含多种神经元,这些神经元被调适到视觉处理,决策和行动。

为了进行研究,研究小组对鼠标进行了一项简单的任务培训:如果他们看到屏幕上的条纹向上漂移,则可以舔喷嘴以获得液体奖励,但是如果看到条纹向侧面移动, ,他们不应该舔,以免它们得到苦液。在某些情况下,它们将暴露于相同的视觉模式,但不会出现喷嘴。通过这种方式,研究人员可以比较神经元对视觉模式的反应,无论有无运动潜能。

当小鼠观察视觉模式并决定是否舔食时,研究人员正在记录大脑两个区域中每个区域的数百个神经元的活动:视觉皮层(处理视力)和PPC(接受PPC)视觉皮层,也来自许多其他感觉和运动区域的输入。每个区域的细胞都经过精心设计,可以在它们变得活跃时发出更明亮的光,从而使科学家清楚地知道它们何时开始从事这项工作。

正如预期的那样,视觉皮层神经元主要在模式出现和移动时点亮,尽管它们在对一种视觉模式或另一种视觉模式的响应之间平均分配。

PPC中的神经元显示出更多变化的反应。有些人的行为类似于视觉皮层神经元,但大多数人(大约70%)是活跃的,这取决于模式是否朝着正确的方向(向上)移动(仅当喷嘴可用时)。换句话说,大多数PPC神经元不仅选择性地对看到的东西有反应,而且还对任务的规则和根据正确的视觉提示采取行动的机会做出响应。

Goard说:“ PPC中的许多神经元似乎仅在视觉输入和运动动作的特定组合下才活动。”“这表明,与其在感觉或运动处理中不发挥特定作用,它们可以灵活地链接感觉和运动信息,以帮助鼠标适当地响应其环境。”

但是,即使偶尔的错误也是有启发性的。考虑喷嘴可用且条纹向侧面移动的情况。在这种情况下,即使可以,鼠标也不应舔。无论鼠标决定如何,视觉皮层神经元的行为方式都相同,但是PPC神经元在误舔鼠标之前比在不舔鼠标之前更活跃。这表明许多PPC神经元都倾向于发挥作用。

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