科學家解析大腦皮層神經元信息讀碼機制

中科院神經科學研究所、中科院靈長類神經生物學重點實驗室空間感知研究組通過結合決策信號的測量與微電流刺激的干擾兩種方法，解析了大腦神經元信息的讀碼機制。相關成果日前在線發表于《神經元》。

大腦對空間的感知包括編碼和解碼或讀碼兩個重要階段。大腦神經元的編碼機制已有廣泛研究，但關于解碼的研究工作還相對較少，具體解碼機制也不清楚。

研究人員訓練獼猴通過眼動報告它們感知到的光流在空間中的運動方向，并在獼猴執行任務的同時，記錄了上顳葉內側皮層（MST）、中顳葉皮層（MT）和腹頂內皮層（VIP）3個腦區的神經元胞外電生理活動。分析發現，在3個腦區中，感覺信號并非一直與決策信號保持一致，有時會出現相反情況。比如，某些神經元偏好編碼向左運動，但在行為上獼猴卻是更多地選擇向右運動（“感覺—決策相反細胞”）。進一步實驗發現，在MST和MT皮層中通過微電流人為興奮這兩類細胞，都能顯著地使獼猴的認知決策發生偏差，并且偏差的方向趨向于被電刺激興奮的神經元所編碼的偏好感覺信息方向，而不是決策信號反映的方向。相反，微電流刺激VIP神經元無法影響獼猴的認知決策，提示該腦區的運動信息在當前任務中并沒有被下游腦區所讀取和利用。