5月19日，北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室张鸣沙教授课题组与哥伦比亚大学Ning Qian教授课题组、Michael E. Goldberg教授课题组，在《PNAS》杂志在线发表了标题为“A circuit model for transsaccadic space updating and mislocalization”的研究论文。该研究通过神经网络建模，阐明了跨眼跳错误定位（mslocalization）的神经机制。该研究成果对理解跨眼跳视觉空间感知的神经机制有重要贡献。

跨眼跳视觉空间感知的正常运作是维持大部分动物（特别是灵长类动物）生存的基本保障。虽然在日常生活中，灵长类在眼跳过程中感知到稳定且连续的环境，但在眼跳前后闪烁的刺激却可能被错误定位。长久以来，前人认为眼跳期对闪烁刺激的错误定位与神经元的感受野前向重构（receptive field forward remapping）现象存在关系，但截止目前，尚未有证据支持这一观点。

该研究旨在通过神经环路建模来解释跨眼跳错误定位的产生，该模型预测了该错误定位来源于CD信号的迟缓效应导致的空间更新不足与非必要更新（图1），并利用顶内沟外侧壁（lateral interparietal area, LIP）和额叶眼动区（frontal eye fields, FEF）的眼跳期感受野前向重构这一实验数据验证模型。该神经环路模型利用中心兴奋/周围抑制连接（center-excitation/surround-inhibition connections）将刺激在视网膜上的位置以群体活动的形式存储在记忆中。之后在每次眼跳过程中，该群体活动通过由眼跳指令副本（corollary discharge, CD）门控的定向连接（CD-gated lateral connection）进行更新。在该模型中，这一群体神经元活动的连续更新方向与眼跳方向相反，且该更新等价于感受野的连续前向重构，其跨眼跳的累计效应相当于从更新方向中减去一个眼跳向量。该模型能够准确更新眼跳之前很早或者眼跳之后很晚闪烁刺激的位置。然而，当闪烁刺激在眼跳临近前呈现，此时CD信号先于刺激出现，导致此时闪烁刺激的累计更新不足，从而对眼跳前呈现的闪烁刺激产生前向错误定位。相反，当闪烁刺激呈现在眼跳结束期间，刺激原本不需要被更新，但由于CD信号下降缓慢，刺激诱发的视觉反应发生时，CD信号依然持续一段时间，从而导致对刺激产生不必要的更新，此时两者的时序错配则产生后向错误定位。当向模型输入跨眼跳期间持续性视觉刺激时，模型结果几乎没有错误定位。同时，该模型预测，较眼跳起始前更早呈现的闪烁刺激将会诱发更大幅度的感受野更新。我们通过电生理数据验证了这一模型预测，即当闪烁刺激呈现的时间越接近眼跳起始，LIP和FEF神经元的感受野前向重构幅度会越小。

本研究表明，跨眼跳感知之所以能够保持稳定，是因为大脑能够更新刺激眼跳前的视网膜位置，从而匹配物体在眼跳后（感知再输入）的视网膜位置，并且大脑通过“无意识”的解码器进行解码。

图1. 闪烁刺激呈现在眼跳前后不同时间时产生的错误定位。（A）刺激闪烁在眼跳起始前295毫秒;（B）刺激闪烁在眼跳起始时;（C）刺激闪烁在眼跳结束时。

该研究于2025年5月19日在《PNAS》发表。北京师范大学张鸣沙教授和哥伦比亚大学Ning Qian教授、Michael E. Goldberg教授为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金资助。

原文链接：A circuit model for transsaccadic space updating and mislocalization | PNAS