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跨眼跳空間更新的神經回路模型與感知錯位機制解析
《Proceedings of the National Academy of Sciences》:A circuit model for transsaccadic space updating and mislocalization
【字體: 大 中 小 】 時間:2025年05月20日 來源:Proceedings of the National Academy of Sciences 9.4
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來自國際頂尖團隊的研究人員針對視覺系統在眼跳(saccade)過程中如何維持空間穩定性這一核心問題,構建了側頂葉區(LIP)和額葉眼區(FEF)的神經回路模型。該研究通過中心興奮/周邊抑制連接網絡和放電信號(CD)門控機制,首次統一解釋了持續性物體的跨眼跳穩定感知與瞬時閃光刺激的錯位現象,揭示了前饋式感受野重映射(RF remapping)的數學本質是眼跳向量的減法運算,為理解視覺-運動整合提供了顛覆性計算框架。
當眼球快速轉動(眼跳/saccade)時,視網膜圖像會發生劇烈變化,但大腦卻能神奇地維持穩定的空間感知。這項研究揭示了背后的神經計算密碼:在側頂葉區(LIP)和額葉眼區(FEF)中,神經元通過中心興奮/周邊抑制的連接方式,將刺激的視網膜位置編碼為群體活動模式。當眼跳發生時,來自運動系統的放電信號(CD)會激活特定方向的連接,使神經活動像傳送帶一樣持續向后移動(相當于感受野/RF向前重映射),最終完成眼跳向量的精確抵消。
有趣的是,這套精密的系統卻會對瞬時閃光刺激"判斷失誤"。在眼跳開始前后出現的閃光,由于視覺響應延遲和CD信號的時間特性,會導致群體活動更新不完整:眼跳前的閃光被過度前移(前向錯位),眼跳后的則殘留后移(后向錯位)。就像高速行駛的列車上看窗外閃電,位置判斷總會產生偏差。研究還證實了關鍵預測:越接近眼跳發生的閃光,其感受野重映射幅度越小。
這項發現顛覆性地指出,大腦其實是個"耿直的翻譯官"——位置解碼器會一視同仁地處理神經元活動,不管這些信號是來自經典感受野還是重映射區域。這種"不問出處"的解碼策略,或許正是跨眼跳感知穩定的終極奧秘,也為類腦視覺系統的研發提供了生物靈感。
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