我们只能看到我们想看到的
文摘
2024-08-09 11:42
四川
今天的内容来源于8月8日刚发表在bioRxiv预印本上的一篇文章：Prefrontal Cortex subregions provide distinct visual and behavioral feedback modulation to the Primary Visual Cortex | bioRxiv文章的核心结论是，小鼠的视觉信息处理受更高级脑区的调控，而不是简单的外界刺激与视觉反应间的简单对应关系：当小鼠集中注意力时，它们对某个事物的视觉感知会有不同；如果这个事物与奖赏或目标相关，动物对它的看法也会发生改变。该研究的目的是了解前额叶皮层如何通过其向V1区的投射，调控视觉信息的处理。更进一步，这种投射在结构上有哪些特征或差异？这些差异又会带来哪些功能上的不同？通过这些问题，研究深入探讨了高级认知功能对视觉皮层信息的处理机制。首先，作者证明了PFC与V1区之间的结构性投射关系。在PFC中，有两个关键区域与认知功能密切相关，分别是ACC（与注意力相关）和OFC（与决策和奖赏行为相关）。研究发现，ACC投射到V1区的第1层和第6层。OFC的投射则主要集中在V1区的第1层和第5层。（V1区域第1层主要接收来自其他皮层区域的反馈投射；第5层主要投射到丘脑区域，建立对自身的反馈和调制；第6层则主要与将感官信息转化为运动信号相关）。研究进一步阐述了ACC-V1和OFC-V1这两条不同投射通路的功能。ACC投射到V1区的第1层和第6层，主要负责对视觉信息表征的注意力调控；OFC则投射到第1层和第5层，主要调制动物对视觉信息做出的行为反应。通过双光子钙成像，作者发现ACC的投射可以增强视觉皮层对低对比度视觉刺激的区分能力，使得原本难以区分的物体变得更清晰。这种调控作用会随着动物的唤醒水平或活跃度的变化而变化。相反，OFC投射到V1区主要是减少对高对比度视觉刺激的表征，节省能量。这种调控作用在动物高度活跃并且注意力集中时更加明显。在实验中，研究者使用了支持向量机（SVM）来分析视觉反应与刺激之间的关系。研究者首先借助双光子技术采集ACC和OFC在V1区轴突的光反应信号，再对信号进行预处理，分析神经反应的特征（ΔF/F），并利用SVM模型进行分类，从而解码老鼠的觉醒程度及其感知的视觉信息。研究借助化学遗传学的方法进一步验证了ACC和ORB在视觉信息处理中的作用。研究者发现，抑制ACA到V1区的投射，会降低V1区对低对比度视觉刺激的区分准确性；相反，抑制ORB到V1区的投射则会提升对高对比度视觉刺激的区分准确性。这些发现验证了ACA能通过提升机体的注意力从而提升V1区域视觉信息的处理能力，而ORB则与奖赏决策和能量优化相关。我们所看到的，往往是我们有意识或潜意识中想看到的。希望这篇文章能给大家带来一些启发。拜。
