胡嘉明博后的最新研究成果于2018年10月2号刊登在Cell Reports杂志上。
视觉系统的一项基本功能是感知纷繁复杂环境中的运动信息。早期的研究表明自初级视皮层(V1)到中颞叶皮层(MT)这条视觉通路中存在大量编码运动信息的神经元,这些神经元普遍具有运动方向选择性(direction-selective)。大量的研究详细阐述了MT及背侧视区中方向选择性神经元的性质及功能。然而方向选择性神经元存在于几乎所有的视皮层中,目前对背侧视区外的方向选择性神经元的性质及功能所知较少。一个主要原因是方向选择性神经元在这些非背侧视区所占比例相对较低,采用传统的单细胞记录手段较难记录到这些神经元。在2010年,吕海东研究员在Anna Wang Roe教授实验室通过内源信号光学成像技术发现在猕猴第二视皮层(V2)中方向选择性神经元聚集在一起形成功能柱结构。此报道使有针对性地记录V2中方向选择性神经元成为可能。
为了深入了解大脑皮层中视觉运动信息的处理,胡嘉明博士及其同事在麻醉猴上采用内源信号光学成像定位V2的方向选择性功能柱,基于功能柱相对于皮层血管的位置,通过单细胞胞外记录手段,系统研究了V2方向选择性神经元的感受野结构以及在多种运动刺激下这些神经元的反应性质。
通过与MT和V1区中方向选择性神经元性质的比较,胡嘉明等人发现与传统的运动信息处理中枢—中颞叶皮层(MT)—的神经元相比,V2的运动方向选择性神经元具有更小的感受野和更强的拮抗式外周调控能力,对于刺激中的运动差异(motion contrast)信息尤为敏感。基于这些反应特性,V2运动方向选择性神经元可能侧重编码刺激中的运动差异信息而非运动信息,其群体反应形成的显著性图(saliency map)有助于实现物体背景分离(figure ground segregation)。
胡嘉明博士在中国科学院神经科学研究所师从吕海东研究员,于2017年获得神经生物学方向博士学位。2017年进入浙江大学求是高等研究院系统神经与认知科学研究所Anna Wang Roe教授实验室从事博士后工作。该课题由胡嘉明博士,在吕海东研究员实验室完成,并得到Anna Wang Roe教授的指导。
原文链接:https://www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247(18)31444-X#secsectitle0265pdf.pdf