从光子到感受:研究人员揭示了大脑中的调色板
最近发表在神经元比脑皮质中的彩色感觉的解剖实施方案更进一步描述,将脑结构连接到感知功能,以比以前更详细地描述。
这一发现是神经科学研究所王伟博士实验室、中国科学院脑科学与智能技术卓越中心、神经科学国家重点实验室、北京大学唐世明博士实验室研究人员合作的成果。
颜色经常在哲学辩论的中心发现关于有意识经验的性质的哲学辩论,主要是因为颜色,比任何其他感觉都多,表明所有的感知都是精神创作。如Isaac Newton在18世纪早期实现的,电磁辐射的可见波长不是本质上的;我们可以识别的所有数以千万不同的色调只是由大脑设计的任意标签,以代表跨越视网膜图像的各种光谱组成。
从技术上讲,视网膜光感受器能分辨波长,它们的输出被组合并处理,最终产生一个感知的颜色空间。颜色信号在大脑深处经过多个神经阶段进行处理;然而,我们的大脑是如何将光感受器中的量子级事件转化为我们每天看到的成千上万种不同颜色的,目前尚不清楚。
为了解决这个问题,研究人员在DRS。王和唐的实验室应用了多种技术,其能够在不同尺度和分辨率的不同尺度上进行成像的多种技术,并且在皮质中称为区域V1,V2和V4的连续处理站。他们的研究的目的是在这些区域处理完全相同的颜色模式时检查活动模式中的分层变化。
成像方法显示“色调图”,即大脑中的颜色调色板,多种色调响应的光谱组织布置。以图为准,它们可以被认为是散射在脑表面上的各种构象的彩虹。
这项研究的新颖发现是从这些色调地图的精细结构中产生的。在V1中,红色和蓝色色调占主导地位,但这种所谓的“终点”的模式在V2中取出,几乎没有在V4中缺席。基本上,大脑的色调地图朝着感知色调地图的均匀性发展。
计算地,脑似乎是逐步整合两种不同的锥对手信号来源的视网膜。因此,定义任何给定光线的精确色调的信息就出现在V1中,由锥体-对手输入之间的活动比率编码——但只有在V4区域的单个神经元和更高的处理站进行组合处理之后,才会被察觉。
总之,这是比较研究透露从锥形激活信号到沿着视觉层次结构的锥形激活信号到各向同性色调表示的渐进集成,在那里构建了我们的感知颜色空间。
该研究题为“恒河猴V1、V2和V4的颜色处理的层次表征”,已作为一篇研究文章在网上发表神经元8月26日。
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