[成果]脑科院课题组揭示新皮层神经元在眼动误差识别上的作用

03.05.2016 15:31

本文来源: 师范大学

　　运动控制、运动学习对于人或动物生存是至关重要的，但事实上，人或动物实际所执行的动作与其意图想做的动作并非完全一致，而是存在一定误差，眼动（saccade）也不例外。那么，大脑内必然存在能够识别这一误差的神经机制，才能完成运动控制、运动学习及其他运动相关的认知功能。

　　张鸣沙课题组以清醒猕猴为动物模型，训练其完成眼动相关任务，同时在属后顶叶皮层的顶内沟外侧壁（lateral intraparietal area, LIP）进行单细胞电生理记录，根据神经元电活动的时程特点，发现了两组能够分别表征意图(intended)眼动落点和实际发生的(actual)眼动落点的神经元。其中一组神经元在眼动起始前（presaccade）已开始发放，并持续发放到眼动结束后一段时间，以此命名为pre- and post-saccadic neurons（PPS），PPS神经元表征意图产生的眼动落点（图一A）；另一组神经元在眼动结束后(postsaccade)较长一段时间才开始发放，以此命名为late post-saccadic neurons（LPS），LPS神经元表征实际产生的眼动落点（图一B）；且PPS神经元电活动的下降与LPS神经元电活动的上升在时程上存在汇合，被认为是运动意图与实际运动信息比较的阶段（图一C）。实验还发现，PPS各神经元的电活动与标准眼动（10°）下PPS电活动相减后的活动（post-subtraction activity）与眼动误差（目标位置与实际眼动落点位置之差）存在显著正相关（图二A），且与产生二次校正眼动的概率存在显著正相关（图二B），说明PPS神经元能够计算意图产生的眼动与实际眼动之间的差别，扮演着眼动误差识别器的作用。该项研究揭示了新皮层神经元在眼动误差识别上的作用，对于理解运动误差及运动学习提供了重要的新的信息。该项研究于2016年4月20号在线发表在eLIFE。

图一A

图一B

图一C

图一A：PPS神经元电活动的时程特性
图一B：LPS神经元电活动的时程特性
图一C：PPS神经元电活动的下降与LPS神经元电活动的上升在时程上存在交叉汇合

图二A

图二B

图二A：PPS神经元post-subtraction activity 与眼动误差（刺激位置（10°）与实际眼动落点位置之差）存在显著相关
图二B：PPS神经元post-subtraction activity 与二次校准眼动发生的概率存在显著正相关

　　该项研究得到国家自然科学基金委，科技部“973”，北京师范大学IDG/McGovern资助。

(脑与认知科学研究院)

本文来源: 师范大学

03.05.2016 15:31

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