立体视觉:发现视觉皮层存在基于双眼视差的朝向功能图
2018年1月国际神经科学权威杂志《Cerebral Cortex》在线发表了北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室吕海东教授课题组的研究成果。这项研究揭示了灵长类视觉系统中处理双眼立体形状信息的重要脑区。
我们看东西的时候左右眼看到的图像会有些细微的差别。这种细微的差别称为双眼视差(binocular disparity),是我们三维立体视觉的主要信息来源,也是制作3D电影和虚拟现实的基础。灵长类视觉系统中有专门的视差神经元来检测这种双眼视差信息,这些神经元是最终形成双眼立体视觉的神经基础。然而,从视差信息到立体形状感知的神经机制并不是很清楚。
吕海东团队用随机点图构建了基于双眼视差的立体边界轮廓(如图一右侧的垂直条带)来研究纯粹由视差构成的形状信息在大脑中的表征。运用内源信号光学成像方法,他们发现猕猴视觉皮层的第四区(V4)能检测到这种立体边界,而且检测同样边界朝向的神经元聚集在一起,形成一个皮层表面的朝向功能图(图二)。
图一. 研究中所采用的视觉刺激示意图。该刺激由左侧的两幅随机点图构成,分别呈现给左右眼,经过双眼融合,形成右侧的包含垂直条带的立体感知。