两篇Cell子刊挑战了长期以来的观点：信息在大脑中如何分配？

　　

佛兰德斯神经电子研究中心（NERF）由Vincent Bonin教授领导的研究人员发表了两项新的研究，揭示了视觉信息是如何在大脑中处理和分布的。这些研究揭示了大脑处理视觉信息的复杂性和灵活性。

视觉皮层是解释和处理视觉输入的关键区域，在塑造我们所看到的东西方面起着至关重要的作用。鲁汶大学（KU Leuven）教授、NERF小组组长Vincent Bonin研究处理感官信息的神经回路。“我们通常认为皮层的视觉处理是一个简单的线性过程，但我们的研究表明，皮层是一个复杂的网络，在不同的大脑区域之间有着精细的连接，支持专门的视觉功能。”

定位vs广播

在《Current Biology》上发表的第一项研究中，博士后研究员Xu Han揭示了视觉信息是如何在大脑中不同的相互连接的区域之间传递的。利用先进的成像和电路追踪技术，Han和Bonin在小鼠身上发现了选择性地将视觉信号传递到目标区域或在多个区域广泛传播信息的途径。

博士后研究员Xu Han说：“例如，枕状核和某些皮层层的神经元对它们的目标进行了精细的调整，这表明它们在构建详细的视觉表征方面发挥了作用。相比之下，深层神经元似乎忽略了目标的特异性，在各个区域传播类似的视觉信息——可能是为了协调更广泛的大脑活动。”

这些发现挑战了长期以来的观点，即视觉信息以一种简单、循序渐进的方式流动，而不是揭示一个高度动态和适应性强的网络。

安静vs兴奋

在第二项发表在《Cell Reports》上的研究中，Bonin和Karolina Socha博士（现供职于加州大学洛杉矶分校）探索了大脑的丘脑——视觉信号的关键中继站——是如何根据行为状态调整信息处理的。研究人员发现，在安静的清醒状态下，丘脑中的神经元会放大前后运动的信号，这种转变在麻醉或高度觉醒状态下是不存在的。通过对清醒小鼠神经元活动的成像，他们发现这种调节与瞳孔大小的变化有关，瞳孔大小是觉醒的标志。

“瞳孔越大，对前后运动的反应就越强烈，这表明丘脑将感觉输入与行为背景结合起来，优先考虑某些视觉刺激，”Bonin解释说。“这些发现证明了丘脑如何整合行为背景来动态地塑造视觉表征，改变运动的处理和优先顺序。”

预测和操纵感知

这两项研究代表着朝着创建大脑视觉系统的详细“功能解剖图”迈出了重要的一步。“了解这些途径和机制使我们能够预测和操纵感知是如何工作的，”Bonin说。这些发现推动了神经科学的研究，并为开发有针对性的干预措施来调节大脑功能带来了希望。