Research
  • Research Progress
  • 后顶叶皮层神经元对于眼动误差的表征

        运动控制、运动学习对于人或动物生存是至关重要的,但事实上,人或动物实际所执行的动作与其意图想做的动作并非完全一致,而是存在一定误差,眼动 (saccade)也不例外。那么,大脑内必然存在能够识别这一误差的神经机制,才能完成运动控制、运动学习及其他运动相关的认知功能。
        张鸣沙课题组以清醒猕猴为动物模型,训练其完成眼动相关任务,同时在属后顶叶皮层的顶内沟外侧壁(lateral intraparietal area, LIP)进行单细胞电生理记录,根据神经元电活动的时程特点,发现了两组能够分别表征意图(intended)眼动落点和实际发生的(actual)眼动 落点的神经元。其中一组神经元在眼动起始前(presaccade)已开始发放,并持续发放到眼动结束后一段时间,以此命名为pre- and post-saccadic neurons(PPS),PPS神经元表征意图产生的眼动落点(图一A);另一组神经元在眼动结束后(postsaccade)较长一段时间才开始发 放,以此命名为late post-saccadic neurons(LPS),LPS神经元表征实际产生的眼动落点(图一B);且PPS神经元电活动的下降与LPS神经元电活动的上升在时程上存在汇合,被 认为是运动意图与实际运动信息比较的阶段(图一C)。实验还发现,PPS各神经元的电活动与标准眼动(10°)下PPS电活动相减后的活动(post- subtraction activity)与眼动误差(目标位置与实际眼动落点位置之差)存在显著正相关(图二A),且与产生二次校正眼动的概率存在显著正相关(图二B),说明 PPS神经元能够计算意图产生的眼动与实际眼动之间的差别,扮演着眼动误差识别器的作用。该项研究揭示了新皮层神经元在眼动误差识别上的作用,对于理解运 动误差及运动学习提供了重要的新的信息。该项研究于2016年4月20号在线发表在eLIFE。
        该项研究得到国家自然科学基金委,科技部“973”, 北京师范大学IDG/McGovern资助。
    A B
    C
    图一A:PPS神经元电活动的时程特性
    图一B:LPS神经元电活动的时程特性
    图一C:PPS神经元电活动的下降与LPS神经元电活动的上升在时程上存在交叉汇合
    AB
    图二A:PPS神经元post-subtraction activity 与眼动误差(刺激位置(10°)与实际眼动落点位置之差)存在显著相关
    图二B:PPS神经元post-subtraction activity 与二次校准眼动发生的概率存在显著正相关