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2020年12月17日，星期四

NIH研究人员发现大脑区域对于识别视觉事件至关重要

fMRI扫描揭示了fSTS中的活动变化。 理查德·克劳兹利斯（Richard Krauzlis）博士

美国国家眼科学院（NEI）的研究人员报告说，颞上沟（fSTS）的大脑区域对于处理和做出有关视觉信息的决定至关重要。该发现今天可以在《神经元》杂志上发表，该发现可能为治疗中风的视觉状况提供线索。 NEI 是国立卫生研究院的一部分。

NEI 眼动与选择性注意科主任兼该研究的高级作者Richard Krauzlis博士说：“人类的视觉系统会识别，区分优先级并将视觉对象和事件分类，以提供可操作的信息。” “我们很惊讶地发现，fSTS在这个故事构建过程中是至关重要的环节，它将信息从中脑的一个古老进化区域传递到视觉皮层的高度专业化区域。”

视觉处理的各个方面开始在眼中，而视觉注意的关键步骤则始于上丘，中丘是处理各种感觉输入的中脑的一部分。 克劳兹利斯实验室的先前工作 表明上丘神经元的活动是大脑注意到视野中的事件并决定其是否重要所必需的。

为了研究视觉注意力，研究人员与训练有素的猴子一起完成特定的视觉注意力任务。猴子将视线固定在笔直向前的点上时，会注意或特别忽略视觉外围发生的事件-在这种情况下，猴子会在其视觉的右侧或左侧改变方向的斑块领域。当猴子关注视觉事件时，上丘会强烈触发，而当猴子忽略视觉事件时，上丘会被强烈触发。

Krauzlis和他的同事在去年与美国国家心理健康研究所认知神经生理学和影像学系主任David Leopold博士发表的一项研究中描述了fSTS的发现。他们一起让猴子在功能磁共振成像（fMRI）机器中完成视觉注意任务。 fMRI成像显示，颞叶皮质中的一个特定区域（后来称为fSTS）像上丘一样在这些注意任务中被强烈激活。这是令人惊讶的，因为尚不知道该皮质区域对于视觉注意很重要。

在共同第一作者Amarender Bogadhi博士和Leor Katz博士的带领下，研究小组设计了一系列实验，以进一步揭示fSTS在视觉注意力回路中的作用。

研究人员直接测量了fMRI先前显示的区域中fSTS神经元的放电。这些直接测量表明，不仅fSTS神经元活动的大部分依赖于上丘，这些神经元还使用来自上丘的信息来表示复杂的视觉信息。

研究人员感到惊讶的是，这些涉及较高水平加工的皮质区域高度依赖于中脑的输入，Krauzlis说。

fSTS神经元响应“参与”事件和刺激变化而激活，其活动与猴子报告看到事件的可能性密切相关。对于“忽略”事件，fSTS神经元要安静得多。当研究人员润湿上丘时，fSTS神经元在参与事件和被忽略事件之间的区别变少了，参与事件的活动降低了而被忽略事件的活动增加了。换句话说，fSTS取决于上丘，以标记哪些事件重要而哪些不重要。

研究人员还发现，某些fSTS神经元是对特定图像做出反应而发出的，这种特性仅在负责高级处理的大脑区域才发现。例如，某些fSTS神经元只会响应水瓶的图像而发射，而不会响应立体图像或抽象图像。没有上丘的贡献，fSTS中的许多这些特定于对象的神经元都无法响应其偏爱的对象而触发。

克劳兹利斯说：“即使在像老鼠这样的动物身上，它具有相当复杂的视觉系统，也有很多捷径来解释事物的含义，并在上丘胶体中处理了大部分内容。” “但是在人类和其他灵长类动物中，这种处理被分散并延迟了，信息通过该fSTS区域从上胶体传递到皮层。我认为，这使我们能够利用各种视觉功能来帮助我们弄清楚视觉事件的含义。”

这些发现与被称为视觉忽视的疾病特别相关，这种疾病可能发生在中风或其他脑损伤后的人身上，这种损伤会影响涉及视觉注意力的大脑区域。视线疏忽的人可以看到其视野中的所有对象和事件，但通常看不到 知道的 受影响一侧的事件，尤其是当视野混乱时。

“视觉注意力与信息的内部管理有关，” Krauzlis说。 “与上丘大学的联系非常重要，因为我们认为它的作用就像是空间索引，可以帮助您跟踪要处理的信息。”

这项研究是由NEI和国家心理健康研究所的校内计划资助的。

本新闻稿描述了一项基础研究发现。基础研究增加了我们对人类行为和生物学的理解，这是推进预防，诊断和治疗疾病的新方法的基础。科学是一个不可预测的渐进过程，每项研究进展通常都以出乎意料的方式建立在过去的发现之上。没有基础基础知识，大多数临床进展是不可能的。要了解有关基础研究的更多信息，请访问 //www.czcto.com/news-events/basic-research-digital-media-kit.

NEI 领导联邦政府对视觉系统和眼部疾病的研究。 NEI 支持基础和临床科学计划，以开发能节省视力的治疗方法，并满足视力丧失者的特殊需求。有关更多信息，请访问 //www.nei.czcto.com.

关于国家心理健康研究所（NIMH）：NIMH的任务是通过基础和临床研究来转变对精神疾病的理解和治疗，为预防，康复和治愈铺平道路。有关更多信息，请访问  镍氢电池 网站.

关于国立卫生研究院（NIH）： 美国国立医学研究院（NIH）是美国的医学研究机构，包括27个研究所和中心，并且是美国卫生与公共服务部的一部分。 NIH是进行和支持基础，临床和转化医学研究的主要联邦机构，并且正在调查常见和罕见疾病的病因，治疗方法和治愈方法。有关NIH及其计划的更多信息，请访问 www.nih.gov.

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