Speaker：王偉，研究員

Time： 2023年11月30日，下午2-3點

Venue：王克桢樓1113

Host：餘聰，教授

Abstract

靈長類視覺系統通常可被描述為一個從視網膜出發，由各個不同等級的視覺腦區組成的複雜神經信息處理系統。初級和次級視皮層（V1和V2）具有較小的時空整合感受野和很高的空間分辨能力,偏好編碼空間方位和局部視覺信息,而從較高級視覺腦區V4和MT/MST開始，神經元均具有較大的感受野和較低的空間分辨能力,适合整合較大視野内的視覺信息，從而完成整體複雜視覺信息處理和感知認知功能。但是如何從簡單空間方位和局部視覺信息，一步步逐級整合抽提進而形成整體視覺物體和整體視覺運動感知的腦機制，以及主觀顔色和物體形狀是如何逐級整合捆綁在一起,在大腦中呈現一個豐富多彩的視覺世界的,這些視覺科學研究的核心問題，至今仍不很清楚。

通過在猕猴各個不同等級視覺腦區進行在體電生理單細胞和群體神經元記錄,在體内源性群體和雙光子單細胞光學成像記錄,我們發現猕猴腹側視覺通路中,具有承上啟下的中級視覺信息處理腦區V4,也具有如同初級視皮層V1一樣的超高空間分辨率的神經元，這些神經元聚集成群,負責處理局部信息,因而在V4腦區局部和整體信息可以同時被處理和呈現，揭示了高級視覺腦區能行使精細視覺的功能。在猕猴負責運動信息處理的背側視覺通路，我們發現無論是真實物理光流運動還是錯覺光流運動，初級視皮層Ｖ１和高級運動中樞ＭＴ區，主要編碼局部運動信息，而更高級的聯合運動皮層ＭＳＴ腦區則主要負責處理大範圍内的整體複雜運動的感知。相對于真實物理運動，複雜錯覺運動信息的整合和編碼，反應潛伏期大大延遲。另外光波是沒有顔色的電磁波，而顔色是我們大腦對外界物體反射出的不同光譜，進行的主觀标識。我們與北大唐世明實驗室合作，詳細描繪了腹側視覺通路上的不同腦區，其編碼外界不同光譜信息的神經元集群及其組織結構和空間分布，即詳細描繪了各級腦區的色調圖，同時把這些神經元反應上的色調圖和人類心理學測量的顔色認知空間進行了顔色空間分布比對，發現了高度相似性，這種相似性在高級視覺皮層更加顯著。在臨床基礎研究中，與複旦大學五官科醫院合作，探索了急性青光眼視覺損傷的腦機制，研究發現，與慢性青光眼造成的周邊視覺損傷不同，急性青光眼主要造成中央視覺損傷，并且損傷的程度對形狀，運動和顔色視覺有明顯差異，形狀處理系統和黃藍視覺通路，受損更明顯。

總之，通過對局部和整體視覺信息感知的研究，我們探索了大腦不同視皮層區域是如何分工協作的，研究結果部分揭示從局部到整體的視知覺整合腦機制。研究結果和發現也将為神經計算，類腦人工神經網絡模型和人工智能信息處理提供重要的理論指導和依據。

Bio

王偉，現任中國科學院神經科學研究所，中科院腦科學與智能技術卓越創新中心高級研究員，中科院大學特聘教授。1990 - 1998年于中國科學技術大學獲得理學碩士和博士學位。1998-2006年先後在倫敦大學學院（University College London, UCL）眼科所視覺科學系、曼切斯特理工大學（University of Manchester Institute of Science and Technology, UMIST）檢眼與神經科學系，以及曼切斯特大學（University of Manchester, MU）生命科學院從事博士後和高級博士後研究（Research and Senior Fellow）。2006獲得英國The Wellcome Trust 獨立研究基金支持，并任曼切斯特大學生命科學院獨立研究員（The Wellcome Trust Research Fellow），2007年獲得英國皇家科學協會（Royal Society）專項基金支持，2008獲得中國科學院“百人計劃”支持，并在中科院神經科學研究所建立視知覺腦機制實驗室。

2023-11-28