2022年6月13日

神经科学家发现了更好的视力背后的新因素

詹姆斯·德维特，纽约大学

一组神经科学家发现，我们的初级视觉皮层的大小和我们专门用于处理视觉空间特定位置视觉信息的脑组织的数量可以预测我们的视力有多好。这项研究发表在杂志上自然通讯，揭示了大脑结构和行为之间的新联系。

“我们发现，我们可以根据一个人的初级视觉皮层的独特结构来预测一个人的视力有多好，”主要作者、纽约大学神经科学中心和心理学系的博士后研究员马克·希梅尔伯格解释说。“通过展示人类视觉大脑结构的个体差异与视觉功能的差异有关，我们可以更好地理解人们如何感知视觉环境并与之互动的差异。”

就像指纹一样，每个人大脑表面的凸起和凹槽都是独一无二的。然而，这些差异的意义还没有被完全理解，特别是当涉及到它们对行为的影响时，比如我们的视觉能力的差异。

在自然通讯在这项研究中，希梅尔伯格和他的合著者，纽约大学神经科学中心和心理学系的教授乔纳森·威纳沃和玛丽莎·卡拉斯科，试图阐明这些大脑特征与我们如何看待事物的相关性。

初级视觉皮层(V1)被排列成从眼睛投射出来的图像的地图。但像许多类型的地图一样，它是扭曲的，图像的某些部分与其他部分相比被放大了。

“想象一下纽约市的地铁地图，它让斯塔顿岛看起来比曼哈顿还小，”Winawer解释道。“这张地图保持了一定程度的准确性，但它扩大了可能引起更广泛兴趣的地区。同样，V1会放大我们所看到的图像的中心——也就是我们眼睛注视的地方——相对于外围。”

这是因为V1有更多的组织专门用于我们视野的中心。同样，相对于上方或下方的位置，V1也会扩大我们眼睛注视的左右两侧的位置，这同样是因为皮层组织排列的差异。

使用功能性磁共振通过功能磁共振成像(fMRI)，科学家绘制了二十多个人的初级视觉皮层(或“V1”)的大小。研究人员还测量了这些人用于加工的V1组织的数量视觉信息从他们视野的不同位置——固定的左、右、上、下位置。

这些参与者还承担了一项任务，旨在评估他们在视场中与V1测量相同位置的视觉质量。参与者区分显示在电脑屏幕上的图案的方向，这被用来衡量“对比敏感度”，或区分图像的能力。

他们的研究结果表明，V1表面积的差异可以预测人们对比敏感度的测量。首先，V1面积大的人比V1面积小的人有更好的整体对比度敏感度(最大表面积为1776平方毫米，最小面积为832平方毫米)。第二，V1组的人有更多的皮层组织处理来自a的视觉信息特定的区域在他们的视野中，相对于同一区域皮层组织较少的人，该区域的对比灵敏度更高。第三，在所有参与者中，比例更高对比敏感度在一个特定的位置(例如，左边)和在距离固定物等距离的另一个位置(例如，上面)分别对应皮层组织多或少的区域。