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神经所研究发现后顶叶皮层调控快速眼动的产生

时间:2013-01-18 11:07来源:上海生命科学研究院   作者:未知 阅读:


1月9日,上海生科院神经所张鸣沙课题组,在Journal of Neuroscience期刊上发表了题为《后顶叶皮层神经活动调控快速眼动的产生》的研究成果,通过在清醒行为猴上进行胞外单电极记录,该研究组对后顶叶皮层在快速眼动过程中的作用进行了研究。

通过快速眼动,灵长类动物可以将眼球快速转向需要注意的物体,因此对其生存有着至关重要的作用。通常情况下,灵长类动物每秒钟约做3次快速眼动。此外,当快速眼动是指向一个已经预期的位置时,一部分快速眼动可以在极短的反应时间(SRT)内产生,这部分眼动被称为急速快速眼动。

为研究急速快速眼动的神经机制,张鸣沙组记录了恒河猴后顶叶皮层的脑区之一—后顶叶皮层顶内沟外侧区(LIP)在间隔眼睛运动任务(gap task)中的神经电活动。间隔眼睛运动任务是一种特殊的眼睛运动任务,在该任务中,眼动目标并不是在注视点消失的同时出现,而是在注视点消失一段时间后才出现。

研究人员发现,与没有间隔的眼睛运动任务相比,在间隔眼睛运动任务中,约50%的所记录的神经元在间隔期增加了它们的电活动。研究者们认为,这部分在眼动目标出现前就出现的电活动增加,可能代表着某种准备机制,并且可能与间隔眼睛运动任务中急速快速眼动比率大幅度上升有关。此外,该脑区的一部分在记忆期会产生持续放电的神经元,在急速快速眼动过程中的电活动高于在普通快速眼动过程中的电活动,并且这种电活动的增高从眼睛注视注视点开始,一直持续到目标点的出现。这种电活动的增高具有空间选择性,仅限于该神经元的感受野。但是该脑区的视觉神经元在急速快速眼动和普通快速眼动过程中并没有表现出电活动的不同。这些研究结果表明,这种增高的准备性的活动应该在决定急速快速眼动的产生方面起着至关重要的作用。

张鸣沙组第一次提供了直接的电生理证据,证明顶叶皮层的神经元在急速快速眼动过程中的活性不同,该研究支持了前期的后顶叶通路假说。在该假说中,研究者推断后顶叶皮层参与急速快速眼动的产生。

该研究由研究生陈默、刘昱以及合作者魏林郁在张鸣沙教授的指导下完成。该研究工作受到中国科学院“百人计划”、 科技部973计划和“浦江人才”计划等基金资助。

在间隔眼睛运动任务中,快速眼动反应时间通常呈双峰分布。一部分快速眼动将在很短的时间内产生,它们的眼动反应时间将形成第一个峰。这部分快速眼动被称为急速快速眼动。

 在后顶叶皮层顶内沟外侧区,一部分在记忆期会产生持续放电的神经元在急速快速眼动过程中,将表现出比普通快速眼动过程中更高的活性。在左侧图中展示了一个示例神经元。但对另外一些神经元,通常为视觉神经元,它们的活性通常在急速快速眼动和普通快速眼动过程中是相似的,示例如右侧图所示。

(责任编辑:泉水)
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