V2检测运动物体的轮廓

日期:2023-07-13 点击数: 来源:

V2检测运动物体的轮廓

图中展示的是V2的神经元能通过其独特的感受野结构,从光流中提取运动物体的轮廓信息,从而帮助识别该物体。

在灵长类动物中,视觉运动信息通常认为是在背侧通路处理,视皮层重要脑区V2在运动信息处理中所起的功能并不清楚。吕海东实验室先前发现V2能够检测运动轮廓的朝向信息(Chen et al. 2016)。为了详细了解V2检测运动轮廓的机制,他们首先通过内源信号光学成像找到了V2区方向选择性神经元的具体位置,然后用单电极记录的方法,研究了这些神经元的感受野性质和对运动刺激的反应。实验结果显示这些方向选择性神经元与背侧通路的神经元不同,有许多独特的感受野特征 ,包括较小的感受野,较强的周边抑制,对整体运动和运动速度不敏感,而对运动对比度有强烈的反应等。根据这些特性,他们提出V2对运动信息的处理侧重于提取光流场中的运动对比度信息,并通过形成运动对比度的显著性轮廓图实现图形-背景分离这一重要的视觉功能(Hu et al. 2018)。

为了进一步研究V2在运动轮廓认知中的作用,通过多道电极阵列记录,他们发现在V2区有10.9%的神经元对运动轮廓具有朝向选择性(MB神经元)。他们训练猕猴对视觉刺激中轮廓线的朝向进行判断,通过分析动物在朝向判断时V2神经元的电活动,他们证明了MB神经元的反应与动物的选择行为具有相关性。这些方面V2的表现都显著优于初级视皮层V1。最后,通过分析方向选择性(DS)神经元与MB神经元的活动相关性,以及反应延时的相互关系,证明DS神经元对MB神经元的运动轮廓检测有贡献(Ma et al. 2021)

这一系列工作从单细胞活动、神经元群体活动、以及行为三个层次对V2运动信息处理进行了系统的研究,对完整了解视觉运动信息处理的神经机制有重要意义。


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