脑如何处理大范围复杂图像信息 我学者发现视觉皮层新的功能筑构系统
本报讯 (通讯员赵如江 驻地记者胡德荣)近日，中国科学院上海生命科学研究院神经科学研究所李朝义院士及其学生姚海姗共同在Neuron发表论文，他们发现，在初级视皮层中，存在着一种与处理大范围复杂图形特征有关的球状功能筑构。
早在上世纪60年代末，美国科学家Hubek和Wiesek1982年诺贝尔生理-医学奖得主已经发现，在大脑视觉皮层中，具有相同图像特征选择性和相同感受野位置的众多神经细胞，以垂直于大脑表面的方式排列成柱状结构——功能柱。功能柱垂直地贯穿大脑皮层的六个层次，同个功能柱内所有的神经细胞都编码相同的视觉信息。迄今为止，科学家在高等动物的大脑皮层上已经发现了多种与处理不同感觉信息相关的功能柱。因此，垂直的柱状结构已被看成是大脑功能组织的一个基本结构，这是最近三十多年中在脑研究领域所取得的最重要的进展之一。
然而，传统的功能柱研究只能解释大脑处理感受野局部小范围内简单图像特征的机制，还不能阐释视觉系统究竟是如何处理复杂图像信息的。近10多年来，李朝义等主要研究感受野以外的区域在整合大范围复杂图像处理信息中的作用。他们观察到，在感受野外面，还存在着一个大范围的“整合野”。当感受野内的图形与它周围整合野内的图形之间存在着任何静态的(图形质地)或动态的(图形运动速度和方向)特征差别时，都会通过整合野的作用编码各种特征差别。
在以前工作的基础上，李朝义和姚海姗又在猫的视皮层中，用一种特殊的微电极记录了几百个神经细胞，详细地描绘了这些细胞的大范围整合特性以及它们对相同图形和不同图形的反应，确定了在初级视皮层中存在着一种与处理大范围复杂图形特征有关的功能结构。与目前所有已知的结构不同，这种新的脑功能结构不是柱状的，而是形成许许多多直径约300μm的小球，分散地镶嵌在已知的垂直功能柱中。这是在简单特征功能柱基础上所形成的第一级功能筑构，处理种种更复杂的图像信息。视觉系统可能正是通过这种神经机制，以有限的信息量把目标物从各式各样的复杂背景图像中分离出来的。, http://www.100md.com
早在上世纪60年代末，美国科学家Hubek和Wiesek1982年诺贝尔生理-医学奖得主已经发现，在大脑视觉皮层中，具有相同图像特征选择性和相同感受野位置的众多神经细胞，以垂直于大脑表面的方式排列成柱状结构——功能柱。功能柱垂直地贯穿大脑皮层的六个层次，同个功能柱内所有的神经细胞都编码相同的视觉信息。迄今为止，科学家在高等动物的大脑皮层上已经发现了多种与处理不同感觉信息相关的功能柱。因此，垂直的柱状结构已被看成是大脑功能组织的一个基本结构，这是最近三十多年中在脑研究领域所取得的最重要的进展之一。
然而，传统的功能柱研究只能解释大脑处理感受野局部小范围内简单图像特征的机制，还不能阐释视觉系统究竟是如何处理复杂图像信息的。近10多年来，李朝义等主要研究感受野以外的区域在整合大范围复杂图像处理信息中的作用。他们观察到，在感受野外面，还存在着一个大范围的“整合野”。当感受野内的图形与它周围整合野内的图形之间存在着任何静态的(图形质地)或动态的(图形运动速度和方向)特征差别时，都会通过整合野的作用编码各种特征差别。
在以前工作的基础上，李朝义和姚海姗又在猫的视皮层中，用一种特殊的微电极记录了几百个神经细胞，详细地描绘了这些细胞的大范围整合特性以及它们对相同图形和不同图形的反应，确定了在初级视皮层中存在着一种与处理大范围复杂图形特征有关的功能结构。与目前所有已知的结构不同，这种新的脑功能结构不是柱状的，而是形成许许多多直径约300μm的小球，分散地镶嵌在已知的垂直功能柱中。这是在简单特征功能柱基础上所形成的第一级功能筑构，处理种种更复杂的图像信息。视觉系统可能正是通过这种神经机制，以有限的信息量把目标物从各式各样的复杂背景图像中分离出来的。, http://www.100md.com