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科技工作者之家 2020-08-27
来源:iNature
目前在灵长类视觉大脑腹侧通路中,从初级视皮层(V1),途径纹外皮层(V2和V4),到颞侧皮层(IT)的各个视觉脑区,都发现了编码色彩的神经元。但是色彩在等级化的不同视觉脑区是如何进行加工处理的,尤其是如何形成心理主观层面上的颜色认知空间,根本不清楚。
2020年8月26日,中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心(神经科学研究所)、上海脑科学与类脑研究中心、神经科学国家重点实验室王伟研究组与北京大学生命科学学院唐世明教授实验室合作在Neuron 在线发表题为“Hierarchical Representation for Chromatic Processing across Macaque V1, V2, and V4”的研究论文,该研究该研究利用内源性信号光学成像、双光子成像和电生理记录等手段,详细描绘了等级化的不同视觉脑区的色调图结构,揭示了认知颜色空间形成的神经机制。
人们对缤纷颜色的主观审美感觉各自不同,颜色比其他任何感知觉更能说明感知觉是大脑神经活动的产物。英国科学家牛顿早在18世纪就意识到,光波是电磁波,它并不具有颜色。我们能识别出的数千种不同的色调,是大脑为不同波段的可见光信息设定的标签。视网膜上作为光探测器的视锥细胞有三种,分别检测短波、中波和长波段的可见光,因此我们感知到的颜色空间也是三维的。A,光的本质是电磁波,本身并没有颜色。视网膜上的视锥细胞可将光谱信息转化为神经信号,大脑再将这些信号加工处理最终创造出我们对颜色的主观感知。B,本研究利用多种技术手段,描绘并分析了V1、V2、V4三个连续视觉脑区中的色调图。C,通过定量检测三个不同等级的视觉皮层的色调图(调色板)与我们主观认知的色调空间位置的匹配程度,研究者发现这种匹配程度随着视觉皮层等级的提高而显著提升。
结合其他更高级脑区的功能,视觉大脑作为一个整体,产生了对各种各样离散色调和亮度敏感的神经元反应,并组成了一个复杂的神经计算网络,以编码外界千变万化的光线变化,在大脑中产生了丰富多彩的颜色标签。该研究的创新发现,不仅在于对这些色调图结构的详细描绘和研究,更是第一次定量检测了三个不同等级的视觉皮层的色调图(调色板)与我们主观认知的色调空间位置的匹配程度,而这种匹配程度,随着视觉皮层等级的提高而显著提升。来源:Plant_ihuman iNature
原文链接:https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU3MTE3MjUyOA==&mid=2247513765&idx=5&sn=adc4d75d4bd798da5a7e58c784f7ccc2&chksm=fce6c57acb914c6cf4171895f3240a7ffc5cbce5659c295e12bf41e3542c948965413d2871c2#rd
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