中科院神經(jīng)科學(xué)研究所、中科院靈長(zhǎng)類(lèi)神經(jīng)生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室空間感知研究組通過(guò)結(jié)合決策信號(hào)的測(cè)量與微電流刺激的干擾兩種方法，解析了大腦神經(jīng)元信息的讀碼機(jī)制。相關(guān)成果日前在線發(fā)表于《神經(jīng)元》。

大腦對(duì)空間的感知包括編碼和解碼或讀碼兩個(gè)重要階段。大腦神經(jīng)元的編碼機(jī)制已有廣泛研究，但關(guān)于解碼的研究工作還相對(duì)較少，具體解碼機(jī)制也不清楚。

研究人員訓(xùn)練獼猴通過(guò)眼動(dòng)報(bào)告它們感知到的光流在空間中的運(yùn)動(dòng)方向，并在獼猴執(zhí)行任務(wù)的同時(shí)，記錄了上顳葉內(nèi)側(cè)皮層（MST）、中顳葉皮層（MT）和腹頂內(nèi)皮層（VIP）3個(gè)腦區(qū)的神經(jīng)元胞外電生理活動(dòng)。分析發(fā)現(xiàn)，在3個(gè)腦區(qū)中，感覺(jué)信號(hào)并非一直與決策信號(hào)保持一致，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)相反情況。比如，某些神經(jīng)元偏好編碼向左運(yùn)動(dòng)，但在行為上獼猴卻是更多地選擇向右運(yùn)動(dòng)（“感覺(jué)—決策相反細(xì)胞”）。進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在MST和MT皮層中通過(guò)微電流人為興奮這兩類(lèi)細(xì)胞，都能顯著地使獼猴的認(rèn)知決策發(fā)生偏差，并且偏差的方向趨向于被電刺激興奮的神經(jīng)元所編碼的偏好感覺(jué)信息方向，而不是決策信號(hào)反映的方向。相反，微電流刺激VIP神經(jīng)元無(wú)法影響獼猴的認(rèn)知決策，提示該腦區(qū)的運(yùn)動(dòng)信息在當(dāng)前任務(wù)中并沒(méi)有被下游腦區(qū)所讀取和利用。