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Nature Neurosci:解析视觉皮层区域活性机理

来源:生物谷 2007-04-29 09:05

    来自明尼苏达州大学心理学系,中科院生物物理研究所脑与认知科学国家重点实验室的研究人员利用功能磁共振成像(functional  MRI,fMRl)技术发现人类视觉皮层(visual  cortex)能对可见色彩闪烁(chromatic  flicker)作出反应,证明了许多视觉皮层区域的皮层活性之间相当大的差别并不是不同的知觉经验的必要条件。这一研究成果公布在《Nature  Neuroscience》杂志上。

    领导这一研究的是明尼苏达州大学心理学系的何生教授,其早年毕业于中国科技大学,同时参与研究的还有中科院生物物理研究所的周可博士。

    哺乳动物视觉皮层(visual  cortex)相当复杂——现知与视觉有关的大脑皮层多达35个(猴),人和动物感知外界物体的大小、明暗、颜色、动静,获得对机体生存具有重要意义的各种信息,至少有80%以上的外界信息经视觉获得,视觉是人和动物最重要的感觉。

    其中色觉是视觉的一个重要方面,光感受器的信号可以通过改变化学性突触释放的递质的量,向中间神经细胞传递,在水平细胞中,不同颜色的信号以一种特异的方式汇合起来。一般而言,当两种同亮度色彩(isoluminant  colors)以25Hz或者更高的频率变化的时候,观测者是只能感知到一种融合色(fused  color)。超过视觉停闪频率(fusion  frequency)的彩色光闪(Chromatic  flicker)会导致人类视觉的闪烁适应(flicker  adaptation),以及刺激猴类的V1神经元。

    在这篇文章中,研究人员利用功能磁共振成像(functional  MRI,fMRl)技术发现许多人类视觉皮层区域(除了VO)可以区别融合色闪烁和其匹配的非闪烁控制(nonflickering  control),这证明了高频色彩信息(high-frequency  chromatic  information)具有极大的intracortical短暂滤过作用(temporal  filtering),也说明许多视觉皮层区域的皮层活性之间相当大的差别并不是不同的知觉经验的必要条件。

原始出处:

Human visual cortex responds to invisible chromatic flicker

Yi Jiang, Ke Zhou, Sheng He

SUMMARY: When two isoluminant colors alternate at frequencies of 25 Hz or higher, observers perceive only one fused color. Chromatic flicker beyond the fusion frequency

Nature Neuroscience 10, 657 - 662 (01 May 2007) Article



附:
    功能磁共振成像fMRl技术在脑功能活动研究中得到了迅速的发展,已广泛应用于神经科学的各个领域,其中研究最早并取得重要成果的是有关视觉系统的研究。

    这一技术是使用无线电波和一个比x-射线能量更大的强磁场为人们提供人体内部器官和组织的清晰且详细的图片。FMRI是使用MRI来测量在大脑的活跃的部分发生的迅速、极微小新陈代谢变化的一个相对的新方法。内科医师们知道,人的说话、感觉、记忆以及其它功能行为的产生是分别由大脑的哪些区域控制的。然而,对每个人的大脑结构内部的精确定位却各不相同。创伤和功能性疾病,例如中风或者脑瘤,甚至能导致大脑其它部分的功能障碍。FMRI不仅能帮助放射科医师细致地查看大脑的解剖图,而且能帮助他们精确地确定大脑的哪个部分正在处理着比如思考、说话、运动和感觉等关键性的行为。这些信息对外科手术计划、辐射治疗、治疗中风或者治疗其它的大脑紊乱性障碍都起着关键性的作用。

何生  

                        (he  sheng,中国科学院第四批海外评审专家信息)

                        性别:  男  

                        出国时间:  1989  

                        最后学位:  博士  

                        获得学位的时间:  1995  

                        最后获得学位的单位:  美国加州大学圣地亚哥分校心理系  

                        现职单位:  明尼苏达大学心理系  

                        现任职务(英文):  Associate  Professor  

                        现任职务(中译):  副教授  

                        从事的学科领域:  生命科学与生物技术  

                        专业:  心理学  

                        主要研究方向:  视觉研究  

                        现单位通讯地址:  Department  of  Psychology,University  of  Minnesota,75  E.River  

                        Rd.Minneapolis,MN  55455,USA  

                        传真:  612  626-2079  

                        E-mail:  sheng@umn.edu  

                        所在国家/州/省/城市:  美国  ,  明尼苏达  

                        个人网页/homepage:  http://sheng-lab.psych.umn.edu  

获成果/奖励情况:  

                        1999年  被美国Sloan基金会授予“荣誉研究奖金”。

                        2000年  被明尼苏达大学授予“McKnight  Land-Grant”教授职位。

                        2002年  荣获James  S.McDonnell基金会颁发的“21世纪奖”。  

与国内学术交流等情况:   

     多年来何生十分关注国内认知科学的发展,经常回国讲学,开展合作研究,参加研究生培养。他已两度和国内同行合作获得国家基金委杰出青年基金(B),开展了实质性的合作研究和研究生培养。  

主要学术贡献创新思想:  

    何生教授于1995年在加利福尼亚大学圣地亚哥分校获得心理学博士学位。他主要从事视觉系统的敏感性调节、视觉注意的分辨率、视觉意识的神经机制,以及双眼睛竞争的神经基础、运动后效的神经基础等方面的研究。

    何生教授在国际一流刊物上发表了一系列论文,包括在Nature杂志上已发表了三篇论文。他的关于注意分辨率和视觉意识(Visual  awaeness)关系的论文(Nature,1996)被收录在Gazzaniga编辑的“Cognitive  neuroscience:A  reader”一书中。该研究是Crick(Nobel奖得主)和Koch提出的V1皮层区域功能的理论思想的标志性工作。他2001年在Nature上的文章被新闻媒体(包括BBC新闻)广泛报道。何生被国际学术界广泛地认为是“视觉意识”这一新的研究领域的最优秀的神经科学家之一。

    在1999年何生被Sloan基金会授予“荣誉研究奖金”(当年仅有六位神经科学家获此荣誉)。在2000年何生被明尼苏达大学授予“McKnight  Land-Grant”教授职位,以表彰他的杰出贡献。在2002年何博士又获得了James  S.McDonnell基金会颁发的“21世纪奖”。  

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