网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

Cell正刊 | 100毫秒内极速事件,大脑如何反应?

0
分享至


认知神经科学前沿文献分享

基本信息

Title:Map of spiking activity underlying change detection in the mouse visual system

发表时间:2026-7-8

发表期刊:Cell

影响因子:45.1

获取原文:

1. 添加小助手:PSY-Brain-Frontier即可获取PDF版本


研究背景

视觉变化检测(visual change detection)指动物在连续视觉输入中发现环境变化,并据此调整行为。过去的研究多集中在部分脑区,或使用被动观看范式。到了真实任务里,皮层、丘脑和中脑怎样一起编码图像、变化、动作、任务参与和新奇经验,还缺少覆盖多脑区、多层级、细胞类型尺度的大规模放电图谱。本文从小鼠视觉变化检测任务入手,追踪从感觉输入到舔水反应之间的神经活动分布

实验设计与方法逻辑

研究使用 Neuropixels 探针,记录了 54 只小鼠、103 个行为 session 中的 76,091 个高质量神经元单位,覆盖 VISp、多处高阶视觉皮层区、LGd、外侧后核(lateral posterior nucleus, LP),以及上丘运动层/中脑网状核(superior colliculus motor layers/midbrain reticular nucleus, SCm/MRN)。小鼠执行自然图像 go/no-go 变化检测任务。作者结合 GLM、功能聚类、群体解码、主动/被动回放、熟悉/新奇图像对比和 VISp 光遗传沉默,分析早期决策窗口内不同神经群的分工

Figure 1 Survey of activity in the visual cortex, thalamus, and midbrain during visual change detection behavior

核心发现

发现一:感觉与动作信号在视觉系统中呈分布式组织

GLM 和功能聚类显示,神经元并不是简单地按脑区分工。感觉相关簇主要出现在视觉皮层和丘脑,但中脑也有视觉响应;动作相关簇在 SCm/MRN 中最常见,在视觉皮层较少,并偏向深层和部分高阶视觉区

Fig. 2 中,作者展示了 GLM 特征、功能聚类,以及各脑区、皮层层级和细胞类别中的簇分布;结果显示,感觉编码和动作编码在同一视觉系统内交错分布
发现二:变化检测集中在约 20–100 ms 的早期窗口

图像身份信息最早出现在 LGd,变化信息出现得稍晚。其中,LP 的 change decoding 最早,之后是 LGd、VISp 和外侧视觉皮层区。SCm/MRN 动作神经元约在图像出现后 120 ms 可解码舔舐,这给感觉信息影响动作决策的时间提供了一个上限。VISp 光遗传沉默的结果也显示,如果变化后 100 ms 才开始沉默,行为已经不受影响。需要注意的是,这里的因果证据主要来自 VISp,其他脑区的结论仍以记录和解码为主

Fig. 3 中,作者并列展示图像、变化和舔舐解码时间程,以及 VISp 不同时点沉默对行为的影响;结果支持小鼠在前 100 ms 内已获得足够的视觉皮层信息来完成检测
发现三:任务参与和图像变化调制沿层级增强

图像变化调制在视觉皮层强于 LGd,在 SCm/MRN 最强。任务参与调制也沿丘脑-皮层层级增强,SCm/MRN 仍然最明显。皮层内部也有层级差异:layer 2/3 对变化更敏感,layer 5 的任务参与调制较强,layer 6 整体较弱,这个结果说明群体放电调制在不同神经群之间有差别

Fig. 4 中,作者比较 change modulation index 与 state modulation index 在脑区、皮层层级和细胞类别中的分布;结果显示,同一任务变量会以不同强度出现在不同神经群中
发现四:新奇图片放大较晚皮层反应,行为更符合适应策略

新颖性调制(novelty modulation)在 LGd 和 LP 较弱,在视觉皮层更明显,主要出现在约 60 ms 之后的第二波皮层反应中,同时有更多神经元被招募。后续行为和解码分析显示,小鼠在 novel context 中,对 familiar holdover images 的变化反应降低,对 novel images 的 false alarm 增加。这个模式更符合适应策略(adaptation strategy),而不是单纯逐张比较图像身份,这里的策略主要是对本文任务行为的模型解释


Fig. 6 和 Fig. 7 中,作者分别展示新奇图像引发的晚期皮层群体扩增,以及两种变化检测策略对行为的不同预测;这些结果提示,新奇经验会改变皮层群体反应,并影响小鼠在该任务中的变化判断

省流总结

这篇 Cell 正刊论文用大规模 Neuropixels 记录,描绘了小鼠视觉变化检测的神经图谱:早期决策窗口约为 20–100 ms,LP、视觉皮层和 SCm/MRN 在时间和功能上各有分工;新奇图片主要放大较晚出现的皮层群体反应。除 VISp 沉默实验外,多数结论仍来自记录、建模和解码证据,不能直接外推到人类或临床应用

分享人:天天

审核:PsyBrain 脑心前沿编辑部

你好,这里是「PsyBrain 脑心前沿」

专注追踪全球认知神经科学的最尖端突破

视野直击 Nature, Science, Cell 正刊 及核心子刊与顶级大刊

每日速递「深度解读」与「前沿快讯」

科研是一场探索未知的长跑,但你无需独行。欢迎加入PsyBrain 学术社群,和一群懂你的同行,共同丈量脑与心智的无垠前沿。

点击卡片进群,欢迎你的到来

一键关注,点亮星标 ⭐ 前沿不走丢!


一键分享,让更多人了解前沿

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
多所高校发文“过紧日子”,北大明确禁赴黄山、九寨沟、三亚海滨等21个景区开会

多所高校发文“过紧日子”,北大明确禁赴黄山、九寨沟、三亚海滨等21个景区开会

山西晚报
2026-09-29 10:48:20
葡萄牙记者:若热-热苏斯赛后公开向C罗道歉

葡萄牙记者:若热-热苏斯赛后公开向C罗道歉

懂球帝
2026-10-01 17:34:10
掉粉数十万!葡萄牙队社媒遭怒冲:向C罗道歉 若没他谁关注国家队

掉粉数十万!葡萄牙队社媒遭怒冲:向C罗道歉 若没他谁关注国家队

我爱英超
2026-10-01 16:16:14
炸锅!29年首次黑八诞生,自由人淘汰山猫,韩旭登顶亚洲得分榜

炸锅!29年首次黑八诞生,自由人淘汰山猫,韩旭登顶亚洲得分榜

体育大朋说
2026-10-01 12:24:30
台当局还在等什么?厦金大桥都合龙了,金门乡亲看了直跺脚!

台当局还在等什么?厦金大桥都合龙了,金门乡亲看了直跺脚!

辉哥说动漫
2026-10-01 20:46:20
泽连斯基走出总统府,画面传到俄军指挥中心,基辅无秘密冒头就打

泽连斯基走出总统府,画面传到俄军指挥中心,基辅无秘密冒头就打

吃瓜小侦探
2026-10-01 18:53:55
美媒公布30队首发实力排名:76人居首火箭第7 湖人第13勇士第22

美媒公布30队首发实力排名:76人居首火箭第7 湖人第13勇士第22

罗说NBA
2026-10-02 09:23:15
伊朗内部发生激烈交火!安全部队出动坦克控局,准将级指挥官阵亡

伊朗内部发生激烈交火!安全部队出动坦克控局,准将级指挥官阵亡

比利
2026-10-01 12:36:52
甲钴胺能不能天天吃?忠告:过了60岁,服甲钴胺牢记5个关键

甲钴胺能不能天天吃?忠告:过了60岁,服甲钴胺牢记5个关键

健康科普365
2026-10-01 23:30:04
2-0!1亿先生开张,渣叔激活维尔茨,德国知耻后勇,终结2场不胜

2-0!1亿先生开张,渣叔激活维尔茨,德国知耻后勇,终结2场不胜

我的护球最独特
2026-10-02 04:53:06
澳大利亚景区“堵人”,入眼全是中国游客,当地旅游从业者:一时恍惚分不清是在中国还是在澳洲

澳大利亚景区“堵人”,入眼全是中国游客,当地旅游从业者:一时恍惚分不清是在中国还是在澳洲

极目新闻
2026-10-01 17:00:15
利斯第二盘0-3后退赛,16岁孙心然收获WTA1000首胜晋级中网女单次轮

利斯第二盘0-3后退赛,16岁孙心然收获WTA1000首胜晋级中网女单次轮

懂球帝
2026-10-01 20:03:07
中国取消高市早苗“日本首相”称呼

中国取消高市早苗“日本首相”称呼

凤眼论
2026-10-01 13:16:35
菲律宾全国开始大罢工,要求中国帮忙度过难关,这次我们该不该帮

菲律宾全国开始大罢工,要求中国帮忙度过难关,这次我们该不该帮

喜你成疾药石无医
2026-10-01 03:09:59
请维护宪法尊严,查明人大代表多吉扎西被非法拘留、逮捕问题

请维护宪法尊严,查明人大代表多吉扎西被非法拘留、逮捕问题

老镡讲故事
2026-10-01 19:09:10
卢璐痛别刘欢!未来的岁月里,她会做好3件事

卢璐痛别刘欢!未来的岁月里,她会做好3件事

细品名人
2026-10-02 06:13:32
夸雷斯马:C罗是我兄弟,但如果他不想为葡萄牙效力就该退役

夸雷斯马:C罗是我兄弟,但如果他不想为葡萄牙效力就该退役

懂球帝
2026-10-02 01:45:21
斗胆预测:继房贷贴息后,楼市“王炸”大招已在路上了

斗胆预测:继房贷贴息后,楼市“王炸”大招已在路上了

专业聊房君
2026-09-30 17:09:56
亚运会最新金牌榜:中国155金霸榜,日本单日轰9金,韩国突破30金

亚运会最新金牌榜:中国155金霸榜,日本单日轰9金,韩国突破30金

章民解说体育
2026-10-02 07:24:42
强俄来了:从绝不投降到不会乞讨

强俄来了:从绝不投降到不会乞讨

书生论剑
2026-10-01 11:44:57
2026-10-02 10:44:49
PsyBrain脑心前沿
PsyBrain脑心前沿
追踪脑科学新动态,聚焦认知与神经新研究
685文章数 23关注度
往期回顾 全部

科技要闻

“分手”15天后,华为与赛力斯签约新五年

头条要闻

牛弹琴:普京再提2014年"政变" 称有件事他一直想不通

头条要闻

牛弹琴:普京再提2014年"政变" 称有件事他一直想不通

体育要闻

“今天的表现,我们可以昂首离开球场”

娱乐要闻

奚梦瑶晒四太豪礼!22只龙凤镯近300万

财经要闻

珠宝黑马爆雷,老板全家跑路泰国!

汽车要闻

2027款极氪001将于明年一季度上市 现款猎装同步推新配色

态度原创

家居
本地
房产
手机
公开课

家居要闻

2026建博会(广州) 公装联探展交流活动

本地新闻

中秋逛白塔寺,体验国医妙荟雅集

房产要闻

4000+/平!华侨城,直接把海口楼市的地板给掀了!

手机要闻

与巨炮重名 华为移动影像迎来全新升级:华为睿影XMAGE

公开课

李玫瑾:为什么性格比能力更重要?

无障碍浏览 进入关怀版