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研究揭示了小鼠视觉皮层中声音诱发活动的起源

最近的研究发现,以前被认为只处理特定类型感觉刺激的大脑区域,例如视觉皮层,也可能受到其他感觉刺激的影响。这可能表明这些大脑区域实际上是多感官的,这意味着它们可以处理不同的感官刺激。

伦敦大学学院的研究人员最近开展了一项旨在进一步探索这一假设的研究,特别是观察小鼠大脑视觉皮层或 V1 区的声音诱发活动。他们的发现发表在《自然神经科学》(Nature Neuroscience) 上,指出了听觉刺激引起的 V1 活动的可能起源。

“越来越多的证据表明,视觉皮层会被声音激活,因此也是‘听觉’的,”进行这项研究的研究人员之一 Célian Bimbard 告诉 Medical Xpress。“该领域正试图了解为什么这些信号在这里,以及它们来自哪里。据信它们是从听觉皮层遗传而来的,听觉皮层将投射发送到视觉皮层。在我们的研究中,我们挑战了这一共识:我们测试了假设这些信号实际上来自声音引起的动物内部状态和行为的变化。”

过去的神经科学研究一致表明,声音有时可以触发身体运动。近年来,一些研究发现,这些不自主的身体运动可以引发整个大脑的广泛活动。

作为他们研究的一部分,Bimbard 和他的同事检验了视觉皮层中的“听觉”反应实际上具有行为起源的假设。他们的预测是,这些反应在神经元和大脑区域之间是相似的,独立于听觉皮层输入,并且很容易与他们正在试验的老鼠的行为联系起来。

Bimbard 解释说:“为了验证这个假设,我们向被动聆听的小鼠播放声音,同时监测它们的身体运动并用高密度 Neuropixels 探针记录它们的大脑活动。”“我们看到视觉皮层神经元的反应彼此非常相似,甚至看起来像来自另一个大脑区域的反应,即海马结构,它接收很少的听觉输入。”

随后,研究人员还对小鼠进行了横切术,以切除从它们的听觉皮层到视觉皮层的纤维。有趣的是,他们发现,即使通过手术切断了与听觉皮层的联系,小鼠视觉皮层中的声音诱发反应仍然存在。

最终,Bimbard 和他的同事们建立了一系列模型来预测视觉皮层中声音诱发反应的来源(即,它是直接来自声音、来自小鼠的行为/运动,还是通过以下因素的组合)两个都)。他们发现仅老鼠的行为就可以完全解释所有这些反应。

“我们的研究重点是视觉皮层的听觉反应,但它可能适用于许多其他情况,”Bimbard 说。“在之前的研究的基础上,我们的结果表明,要了解大脑中的神经元在做什么,我们需要退后一步,始终看看它们周围的整个大脑和身体可能在做什么。这种研究途径打开了两者方法论途径(即,应谨慎监控行为)和概念性问题(即,这些具身表征对大脑和行为是否重要?它们是否支持任何感知计算或一般认知?)。

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