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人们可以从视觉上辨别成千上万种不同的颜色和形状，但是面对如此庞杂的信息，大脑是如何处理的呢？科学家们起初认为，视觉系统首先用不同的神经元对形状和颜色进行编码，下一步才是将它们结合起来。但是，索尔克研究所的研究人员于2019年6月27日发表在《科学》杂志上的一项新研究表明，有些神经元对颜色和形状的特定组合有特定的反应。
“新型的基因传感器和成像技术使我们能够更彻底地检测大脑中处理颜色和形状的视觉神经元之间的联系。”索尔克研究所系统神经生物学实验室的Edward Callaway教授说，“这些发现有助于我们解释大脑中的视觉神经元是如何连接和交流的。”
与数码相机传感器类似，眼睛中的感光细胞（感光细胞）可识别特定范围内和特定位置的波长。然后将这些信息通过视神经传到视觉皮层的神经元，随后这些神经元识别信息并开始解读图片的内容。科学家们一直认为我们看到的物体的颜色和形状是被神经元分开提取的，然后只在最高级的大脑中枢进行组合汇总，但是新的研究表明，大脑中颜色和形状信息组合在一起的时间比我们认为的要早得多。
该文章的第一作者之一、加利福尼亚大学圣地亚哥分校Callaway实验室的医学博士Anupam Garg说：“我们研究的目标是更好地理解视觉系统是如何处理我们看到的颜色和形状的。我们想应用新的成像技术来回答这些关于视觉信号处理的问题。”
研究人员将成像技术与基因表达传感器结合起来，研究了数千个参与初级视觉皮层颜色和形状处理的单个神经元的功能。在长时间的记录过程中，他们测试了大约500种颜色和形状的可能组合，目的就是为了找到激活不同视觉神经元的特殊组合。
研究小组发现，视觉神经元对颜色和形状的选择识别是一个连续和统一的过程（虽然有些神经元只被特定的颜色或形状激活），许多神经元同时对特定的颜色和形状产生反应，这与长久以来人们对视觉神经元是如何对颜色和形状产生反应的观点恰好相反。
该文章的共同第一作者Peichao Li博士说：“我们的大脑可以很智能并且有效地编码视觉信息。之前我们在课堂上学习的理论是——颜色和形状在早期视觉皮层中被分开处理，随后又被未知的机制整合在一起。而现在我们的实验表明大脑以可以将颜色和形状编码在一起来处理，而不用将其分开处理。”
分子神经生物学家Vincent J.Coates说：“在过去的20年里，我一直想知道视觉系统是如何处理颜色信息的，所以这个发现对我来说真的很令人兴奋。这一发现为理解神经回路如何进行色觉计算奠定了基础。我们期待着在这些发现的基础上确定视觉皮层的神经元是如何协同工作来提取物体的颜色和形状的。”
科界原创
编译：小贝
审稿：三水
责编：张梦
期刊来源：《科学》
期刊编号：0036-8075
原文链接：
https://www.eurekalert.org/pub_releases/2019-06/si-dht062719.php
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