研究人员发现大脑区域对识别视觉事件至关重要

“人类的视觉系统可以识别、优先排序并对视觉对象和事件进行分类，以提供可操作的信息，Richard Krauzlis博士说，他是NEI眼动和选择性注意力部分的负责人，也是这项研究的资深作者。“我们惊讶地发现，fSTS是这个故事构建过程中的一个关键环节，它将信息从中脑的一个进化古老的区域传递到视觉皮层的高度专业化区域”。

虽然视觉处理的某些方面始于眼睛，但视觉注意力的关键步骤始于上丘，这是中脑处理各种感官输入的一部分。克劳兹利斯实验室之前的工作显示了上丘的神经元活动对于大脑注意到视野中的事件并决定它是重要的是必要的。

为了研究视觉注意力，研究人员与经过训练的猴子一起完成特定的视觉注意力任务。当它们的眼睛盯着前方的一个点时，猴子会注意或特别忽略发生在视觉周边的事件——在这种情况下，一组移动的点会改变方向，在它们视野的右侧或左侧。当猴子注意到视觉事件时，上丘被强烈触发，而当它们忽略视觉事件时，上丘被强烈触发。

Krauzlis和他的同事在去年与David Leopold博士一起发表的一项研究中描述了fSTS的发现，David Leopold博士是美国国家心理健康研究所认知神经生理学和成像部门的负责人。他们一起让猴子在功能性磁共振成像仪(fMRI)内完成视觉注意力任务。功能磁共振成像显示，在这些注意力任务中，颞皮质的一个特定区域——后来被命名为fsts——像上丘一样被强烈激活。这是令人惊讶的，因为人们还不知道这个皮层区域对视觉注意力是重要的。

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

研究人员直接测量了fSTS神经元在先前fMRI显示的区域的放电。这些直接测量表明，不仅很大一部分fSTS神经元活动依赖于上丘，这些神经元使用来自上丘的信息来表示复杂的视觉信息。

Krauzlis说，令研究人员惊讶的是，这些参与高级处理的皮层区域如此严重地依赖中脑的输入。

fSTS神经元在“参与”事件和刺激的变化时被激活，它们的活动与猴子报告看到事件的可能性密切相关。对于“被忽略”的事件，fSTS神经元要安静得多。当研究人员抑制上丘时，fSTS神经元在被关注事件和被忽视事件之间表现出较少的区别，被关注事件的活动降低，而被忽视事件的活动更高。换句话说，fSTS依赖于上丘来标记哪些事件重要，哪些不重要。

研究人员还发现，一些fSTS神经元会对特定的图像做出反应，这种特性只存在于大脑中管理高级处理的区域。例如，一些fSTS神经元只会对水瓶的图像做出反应，而不会对立体或抽象图像做出反应。如果没有上丘的贡献，fSTS中的许多对象特异性神经元无法对他们喜欢的物体做出反应。

“即使是像老鼠这样拥有相当复杂的视觉系统的动物，也有很多捷径来解释事物的意思，其中大部分是在上丘中处理的克劳兹利斯说。”但在人类和其他灵长类动物中，这种处理是分散和延迟的，通过fSTS区域将信息从上丘传递到皮层。我认为这让我们可以利用更广泛的视觉特征来帮助我们弄清楚一个视觉事件意味着什么。”

这些发现与一种被称为视觉忽视的情况尤其相关，这种情况可能发生在中风或其他脑损伤后，这些损伤会影响与视觉注意力有关的大脑区域。患有视觉忽视的人可以看到视野内的所有物体和事件，但往往意识不到受影响一侧的事件，尤其是在视野混乱的情况下。

“视觉注意力与内部信息管理有关克劳兹利斯说。”与上丘的联系很重要，因为我们认为它就像一个空间索引，帮助你追踪你试图处理的信息”。

这项研究由NEI和国家心理健康研究所的校内项目资助。

这篇新闻稿描述了一项基本的研究发现。基础研究增加我们对人类行为和生物学的理解，这是推进新的更好的预防、诊断和治疗疾病的方法的基础。科学是一个不可预测的渐进过程——每一项研究进展都建立在过去的发现之上，往往是以意想不到的方式。如果没有基础研究的知识，大多数临床进展是不可能的。