EVENT

在猕猴早期视觉皮层中视锥拮抗颜色空间的表征

[发布人]:史佳鑫[发布日期]:2022-06-23[访问次数]:829

2022年6月20日,浙江大学医学院系统神经与认知科学研究所Hisashi Tanigawa(谷川久)教授与Anna Wang Roe(王菁)教授合作团队在国际期刊《Frontiers in neuroscience》在线发表了题为“Representation of Cone-Opponent Color Space in Macaque Early Visual Cortices”的论文。

在三色觉灵长类动物的视觉中,对五颜六色的色觉感知源于三种视网膜视锥细胞(长波视锥-更接近红色波长、中波视锥-更接近绿色波长、短波视锥-更接近蓝色波长)的信号编码。自视网膜后,这些视锥信息线性的整合为两轴正交的颜色空间:红绿轴与蓝黄轴。然而,我们所感知到的上万种颜色是如何从这两个颜色轴中产生尚不得而知。

这里我们提出了一个疑问,在早期视觉皮层中(即V1,V2 和V4),颜色信息是如何编码以表征不同的颜色的?目前公认的信息是,在每一级视觉皮层中都有特殊的功能域来处理颜色信息,,如V1中的“斑点”区域,V2中的“细条带”区域和V4中的“颜色带”区域。我们提出了一种假设,即随着视觉皮层的等级提高,颜色功能域中的色调表征方式会由轴相关的特征逐渐过渡至更均衡的色调表征方式。

为验证这一假设,我们在猕猴的早期视觉皮层V1、V2和V4的皮层表面进行内源信号光学成像(图1A),对其使用颜色/灰色相间的光栅视觉刺激(图1B),我们绘制了视觉皮层颜色功能域对于视锥拮抗颜色空间中(两轴正交的颜色空间)8种色调的反应(0°,45°,90°,135°,180°,225°,270°,315°,图1C,D)。我们在V1的“斑点”、V2的“细条带”和V4的“颜色带”中发现了系统性的色调表征方式,在颜色功能区域内,不同的色调域有序排布,相互间有重叠。我们发现了其中有意思的现象,V1的颜色功能域中,短波视锥的颜色域(90°)的相对面积明显小于其它颜色,这个显著性差异在V2上开始变得不再突出,而在V4中则几乎不存在这样的差异,使得V4的颜色功能域中不同颜色的表征更加平衡(图3)。

上述结果表明,在早期视觉皮层中随着视觉皮层的等级提高,视觉皮层的颜色功能域中对颜色的表征由鲜明的视锥拮抗特征逐渐转变为所有颜色的均匀表征的方式。这个结论对人们理解人类的色觉是如何由三种视锥细胞的信息最终转变为近百万种颜色感知的机制有着重要和积极的作用。

本文共同第一作者为浙江大学医学院博士生杜潇,浙江大学生仪学院硕士生蒋心蕊,浙江大学医学院Anna Wang Roe(王菁)和Hisashi Tanigawa(谷川久)为共同通讯作者。该研究受到国家重点研发项目,国家自然科学基金等资助。


全文链接:https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fnins.2022.891247/full


图片1.png

图1,实验所用的8种颜色

A,在猕猴早期视觉皮层上进行内源信号光学成像。B,视觉刺激使用的颜色/灰色光栅刺激。C,8种颜色在视锥拮抗颜色空间上的分布。D,8种颜色在CIE-xyY颜色空间上的排布。


图片2.png 

图2,早期视觉皮层中各层级皮层颜色功能域中的色调分布


 

图片3.png 

3,在早期视觉皮层的颜色功能域中,随着视觉皮层等级提高,短波视锥颜色的信号(90°)在V1中显著小于其它颜色,而在V4中这种现象不再明显。



关闭
System neural and cognitive science research institutereturn

Login

The institute's official website to welcome you

Login