著名学者蒲慕明最新PNAS文章

著名的神经生物学家蒲慕明教授近期与美国乔治亚医学中心的研究人员合作，深入剖析了一种复杂的视觉神经过程，指出真实运动能影响大脑皮层对双稳态视运动作出的应答反应，研究这种奇妙的神经加工过程，也许能解释为什么艺术能通过视觉给我们带来不同的感受，艺术作品为什么会使人产生愉悦，使人有神秘感（如蒙娜丽莎的微笑）……

　　

生物通报道：著名的神经生物学家蒲慕明教授2009年当选美国国家科学院院士，2011年当选中国科学院院士。现任中国科学院上海生命科学研究院神经科学研究所所长，近期其研究组与美国乔治亚医学中心的研究人员合作，发表了题为“Priming with real motion biases visual cortical response to bistable apparent motion”的文章，深入剖析了一种复杂的视觉神经过程，指出真实运动能影响大脑皮层对双稳态视运动作出的应答反应，这将有助于进一步探索视觉神经作用机制。相关成果公布在《美国国家科学院院刊》（PNAS）杂志上。

视运动四重态（Apparent motion quartet，生物通译）是一种特殊的神经状态，这种微妙暧昧的刺激能激发双稳态知觉，感知两种正交神经途径之间的运动变化。

在人类心理物理实验中——所谓心理物理实验是指对于心理现象与外界刺激的关系的研究，以及对于心理现象与身体内作用的关系的研究，研究人员发现每种正交神经途径中感知运动的能力，能通过沿着该路径发生的真实运动，大大提升，那么这种启动效应，或者说是模拟作用的神经机制是什么呢？

为了探索其中具体的神经作用机制，在这篇文章中，研究人员利用电压敏感性染料成像（voltage-sensitive dye，VSD）技术，在清醒小鼠中检测初级视皮层（V1）的时空活动。

结果他们发现，一个短暂的真实运动刺激能瞬时影响皮层，对随后的朝着代表真实运动的时空模式视运动，作出应答。而且研究人员也对麻醉小鼠进行了分析，V1神经元的细胞内记录也表明，在代表实际运动途径的神经元中，出现了一个相似的阈下去极化增长。

研究人员认为这种早期视觉环路中的短期可塑性，也许有助于双稳态视觉的启动效应。

人体确实是一个十分奇妙的生物机器，当我们的视觉系统在处理某些不确定的图形时，会产生两个知觉解释或知觉表征，这些知觉表征相互竞争，交替出现在视觉意识中，视觉系统因而处于一种双稳态，这种不确定的图形被称为双稳态图形，对它们的视觉加工称为双稳态图形视觉。

研究这种奇妙的神经加工过程，也许能解释为什么艺术能通过视觉给我们带来不同的感受，艺术作品为什么会使人产生愉悦，使人有神秘感（如蒙娜丽莎的微笑），这些神经机制的深入探索将为解开人类审美，神经与心理相互作用奠定基础。

（生物通：张迪）

原文摘要：

Priming with real motion biases visual cortical response to bistable apparent motion

Apparent motion quartet is an ambiguous stimulus that elicits bistable perception, with the perceived motion alternating between two orthogonal paths. In human psychophysical experiments, the probability of perceiving motion in each path is greatly enhanced by a brief exposure to real motion along that path. To examine the neural mechanism underlying this priming effect, we used voltage-sensitive dye (VSD) imaging to measure the spatiotemporal activity in the primary visual cortex (V1) of awake mice. We found that a brief real motion stimulus transiently biased the cortical response to subsequent apparent motion toward the spatiotemporal pattern representing the real motion. Furthermore, intracellular recording from V1 neurons in anesthetized mice showed a similar increase in subthreshold depolarization in the neurons representing the path of real motion. Such short-term plasticity in early visual circuits may contribute to the priming effect in bistable visual perception.

作者简介：

蒲慕明简历

1970年毕业于台湾清华大学物理系；

1974年在美国Johns Hopkins大学生物物理系获博士学位；

1974年至1976年先后在美国Woods Hole海洋生物研究所、美国Purdue大学生命科学系做博士后研究；

1976年9月至1985年3月在美国加州大学Irvine分校生物物理系任助理教授、副教授、教授；

1985年4月至1988年8月在美国耶鲁大学医学院分子神经生物学系任教授；

1988年7月至1995年12月在美国哥伦比亚大学生命科学系任教授；

1995年11月在美国加州大学圣地亚哥分校Stephen W. Kuffler任讲座教授。

1999年11月27日起任中国科学院上海生命科学研究院神经科学研究所所长。

2000年9月起任美国加州大学Berkeley分校分子与细胞生物学系1933级讲座教授、神经生物学部主任。


蒲慕明博士是一位国际著名的神经生物学家。获得奖项及荣誉称号包括：美国Javitz Neuroscience Investigator Award（1998），美国AAAS Fellow (2001)，美国Ameritec Prize (2001)，吴瑞学会奖（2002），法国Ecole Normale Geperieure荣誉博士学位（2003）等。1994年至2001年任Journal of Cell Biology期刊编委，现任Neuron (99--), Journal of Neuroscience (99--), NeuroSignals (01--), Biochemical & Biophysical Research Communication (03--)学术期刊的编委。他目前还担任日本RIKEN脑研究所顾问委员会的委员。