摘要

為編碼當(dāng)前注視物體的異我空間位置，關(guān)聯(lián)第一視角感知覺信息和整體場景非常重要。大量研究圍繞整體場景的心理表征（如，認(rèn)知地圖），而較少關(guān)注其對感知過程的影響。為此，本研究設(shè)計(jì)了一個(gè)視覺引導(dǎo)掃視任務(wù)，要求動物依次注視位于不同背景不同位置的物體。其中背景圖像剪輯自大尺寸場景圖（母圖），每個(gè)場景圖內(nèi)嵌4個(gè)框架位置不同、圖案相同的子圖。每次物體呈現(xiàn)期（簡稱OP期）前有一次動畫，提示背景對應(yīng)的框架位置。該研究共從兩只非人靈長類后下顳區(qū)（簡稱PIT區(qū)）記錄377個(gè)神經(jīng)元，編碼物體空間信息（n=119，簡稱空間細(xì)胞 ）和特征信息（n=125）的神經(jīng)元數(shù)目相當(dāng)。其中，空間細(xì)胞聯(lián)合而非獨(dú)立編碼注視位置和背景圖像信息，提示這些PIT細(xì)胞表征了特定背景中的特定位置。有意思的是，相比于所有母圖共有的一般性框架位置，空間細(xì)胞活動更傾向于受到背景圖像在對應(yīng)母圖中框架位置的調(diào)節(jié)?？紤]被試可以且只可以從先導(dǎo)動畫獲取背景所屬唯一框架位置，該調(diào)節(jié)可能反映了記憶效應(yīng)對當(dāng)前感知的影響，其實(shí)質(zhì)為當(dāng)前注視物體在整體場景心理表征的異我中心位置。

原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.pneurobio.2024.102670

探索周遭環(huán)境時(shí)，我們的眼睛不停轉(zhuǎn)動以捕捉復(fù)雜的視覺信息，后者繼而投射到我們的視網(wǎng)膜。為感知環(huán)境全貌，我們的大腦將多次投射圖像整合成連貫的視覺場景，實(shí)現(xiàn)對周圍物體位置與特征的辨別。當(dāng)前研究探索了非人靈長類后下顳區(qū)表征異我空間位置的記憶敏感型感知覺過程 (Li, Chen and Naya, 2024)。具體地，通過同時(shí)變換注視位置（n=4）和背景圖像（n=4）的雙因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，研究人員得以探索神經(jīng)元活動與視網(wǎng)膜投射圖像的關(guān)系，子-母圖嵌套設(shè)計(jì)的場景圖像和先導(dǎo)動畫的引入則巧妙實(shí)現(xiàn)探究整體場景心理表征對當(dāng)前感知的影響（圖1）。


圖1. 范式設(shè)計(jì)和非人靈長類后下顳區(qū)示意

結(jié)果顯示，PIT空間細(xì)胞傾向于同時(shí)受到注視位置和背景圖像的調(diào)節(jié)（119個(gè)神經(jīng)元中的51個(gè)，42.9%）（圖2），提示這種調(diào)節(jié)來自兩者的聯(lián)合而非匯聚作用（見視野中心背景信號理論）(Chen and Naya, 2020a & 2020b)。


圖 2. 一個(gè)受注視位置和背景圖像聯(lián)合調(diào)節(jié)的PIT空間細(xì)胞示例。
TL，左上；TR，右上；BL，左下；BR，右下

有意思的是，在這個(gè)不要求主動編碼的注視范式中，PIT空間細(xì)胞也傾向于受到背景圖像所屬框架位置的調(diào)節(jié)（圖3），且往往局限于背景所屬唯一母圖的框架位置，而非各母圖共有地一般性框架位置（例如，相對任一母圖中心，向上或向左的位置），提示表征當(dāng)前感知信息的視野中心背景信號可能受到源自視覺經(jīng)驗(yàn)的記憶信號的調(diào)節(jié)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)當(dāng)前注視物體在整體場景心理表征的位置編碼（即，異我空間編碼）（注，整理場景心理表征需經(jīng)多次感知覺構(gòu)建）。


圖 3. 單細(xì)胞和群體水平上記憶效應(yīng)對視覺感知的調(diào)節(jié)作用。A圖示意一個(gè)空間細(xì)胞在各背景圖像中最佳框架位置（W，橙色）和其他框架位置（平均值，黑色）的響應(yīng)。

通過系列精巧的視覺感知和記憶范式，納家勇治實(shí)驗(yàn)室較為系統(tǒng)地揭示了傳統(tǒng)“是什么”通路中微妙的“在哪里”信息?？紤]其自動編碼特性，視野中心背景信號可能是連接視覺感知和記憶等不同認(rèn)知過程的理想通道，為例如非人靈長類動物海馬體中的空間視野細(xì)胞(Rolls et al., 1997)等下游功能神經(jīng)元提供有效信息來源。

參考文獻(xiàn):

Chen, H., & Naya, Y. (2020a). Automatic Encoding of a View-Centered Background Image in the Macaque Temporal Lobe. Cerebral Cortex, 30(12), 6270–6283. https://doi.org/10.1093/cercor/bhaa183

Chen, H., & Naya, Y. (2020b). Forward Processing of Object–Location Association from the Ventral Stream to Medial Temporal Lobe in Nonhuman Primates. Cerebral Cortex, 30(3), 1260–1271. https://doi.org/10.1093/cercor/bhz164

Li, A., Chen, H., & Naya, Y. (2024). Mnemonically modulated perceptual processing to represent allocentric space in macaque inferotemporal cortex. Progress in Neurobiology, 241, 102670. https://doi.org/10.1016/j.pneurobio.2024.102670

Rolls, E. T., Robertson, R. G., & Georges‐Fran?ois, P. (1997). Spatial View Cells in the Primate Hippocampus. European Journal of Neuroscience, 9(8), 1789–1794. https://doi.org/10.1111/j.1460-9568.1997.tb01538.x

2024-10-17