摘要
為編碼當前注視物體的異我空間位置，關聯第一視角感知覺信息和整體場景非常重要。大量研究圍繞整體場景的心理表征（如，認知地圖），而較少關注其對感知過程的影響。為此，本研究設計了一個視覺引導掃視任務，要求動物依次注視位于不同背景不同位置的物體。其中背景圖像剪輯自大尺寸場景圖（母圖），每個場景圖内嵌4個框架位置不同、圖案相同的子圖。每次物體呈現期（簡稱OP期）前有一次動畫，提示背景對應的框架位置。該研究共從兩隻非人靈長類後下颞區（簡稱PIT區）記錄377個神經元，編碼物體空間信息（n=119，簡稱空間細胞 ）和特征信息（n=125）的神經元數目相當。其中，空間細胞聯合而非獨立編碼注視位置和背景圖像信息，提示這些PIT細胞表征了特定背景中的特定位置。有意思的是，相比于所有母圖共有的一般性框架位置，空間細胞活動更傾向于受到背景圖像在對應母圖中框架位置的調節。考慮被試可以且隻可以從先導動畫獲取背景所屬唯一框架位置，該調節可能反映了記憶效應對當前感知的影響，其實質為當前注視物體在整體場景心理表征的異我中心位置。
原文鍊接：https://doi.org/10.1016/j.pneurobio.2024.102670
探索周遭環境時，我們的眼睛不停轉動以捕捉複雜的視覺信息，後者繼而投射到我們的視網膜。為感知環境全貌，我們的大腦将多次投射圖像整合成連貫的視覺場景，實現對周圍物體位置與特征的辨别。當前研究探索了非人靈長類後下颞區表征異我空間位置的記憶敏感型感知覺過程 (Li, Chen and Naya, 2024)。具體地，通過同時變換注視位置（n=4）和背景圖像（n=4）的雙因素實驗設計，研究人員得以探索神經元活動與視網膜投射圖像的關系，子-母圖嵌套設計的場景圖像和先導動畫的引入則巧妙實現探究整體場景心理表征對當前感知的影響（圖1）。
圖1. 範式設計和非人靈長類後下颞區示意
結果顯示，PIT空間細胞傾向于同時受到注視位置和背景圖像的調節（119個神經元中的51個，42.9%）（圖2），提示這種調節來自兩者的聯合而非彙聚作用（見視野中心背景信号理論）(Chen and Naya, 2020a & 2020b)。
圖 2. 一個受注視位置和背景圖像聯合調節的PIT空間細胞示例。
TL，左上；TR，右上；BL，左下；BR，右下
有意思的是，在這個不要求主動編碼的注視範式中，PIT空間細胞也傾向于受到背景圖像所屬框架位置的調節（圖3），且往往局限于背景所屬唯一母圖的框架位置，而非各母圖共有地一般性框架位置（例如，相對任一母圖中心，向上或向左的位置），提示表征當前感知信息的視野中心背景信号可能受到源自視覺經驗的記憶信号的調節，進而實現當前注視物體在整體場景心理表征的位置編碼（即，異我空間編碼）（注，整理場景心理表征需經多次感知覺構建）。
圖 3. 單細胞和群體水平上記憶效應對視覺感知的調節作用。A圖示意一個空間細胞在各背景圖像中最佳框架位置（W，橙色）和其他框架位置（平均值，黑色）的響應。
通過系列精巧的視覺感知和記憶範式，納家勇治實驗室較為系統地揭示了傳統“是什麼”通路中微妙的“在哪裡”信息。考慮其自動編碼特性，視野中心背景信号可能是連接視覺感知和記憶等不同認知過程的理想通道，為例如非人靈長類動物海馬體中的空間視野細胞(Rolls et al., 1997)等下遊功能神經元提供有效信息來源。
參考文獻:
Chen, H., & Naya, Y. (2020a). Automatic Encoding of a View-Centered Background Image in the Macaque Temporal Lobe. Cerebral Cortex, 30(12), 6270–6283. https://doi.org/10.1093/cercor/bhaa183
Chen, H., & Naya, Y. (2020b). Forward Processing of Object–Location Association from the Ventral Stream to Medial Temporal Lobe in Nonhuman Primates. Cerebral Cortex, 30(3), 1260–1271. https://doi.org/10.1093/cercor/bhz164
Li, A., Chen, H., & Naya, Y. (2024). Mnemonically modulated perceptual processing to represent allocentric space in macaque inferotemporal cortex. Progress in Neurobiology, 241, 102670. https://doi.org/10.1016/j.pneurobio.2024.102670
Rolls, E. T., Robertson, R. G., & Georges‐François, P. (1997). Spatial View Cells in the Primate Hippocampus. European Journal of Neuroscience, 9(8), 1789–1794. https://doi.org/10.1111/j.1460-9568.1997.tb01538.x
2024-10-17