题目: 探索视觉和视觉损伤的脑机制

主讲：王伟 研究员 中国科学院神经科学研究所

时间: 11月30日 (周四) 下午 2-3点

地点:  王克桢楼 1113 

主持: 余聪 教授

报告摘要

灵长类视觉系统通常可被描述为一个从视网膜出发，由各个不同等级的视觉脑区组成的复杂神经信息处理系统。初级和次级视皮层（V1 和 V2）具有较小的时空整合感受野和很高的空间分辨能力，偏好编码空间方位和局部视觉信息,而从较高级视觉脑区V4和 MT/MST开始，神经元均具有较大的感受野和较低的空间分辨能力，适合整合较大视野内的视觉信息，从而完成整体复杂视觉信息处理和感知认知功能。但是如何从简单空间方位和局部视觉信息，一步步逐级整合抽提进而形成整体视觉物体和整体视觉运动感知的脑机制，以及主观颜色和物体形状是如何逐级整合捆绑在一起,在大脑中呈现一个丰富多彩的视觉世界的,这些视觉科学研究的核心问题，至今仍不很清楚。 

通过在猕猴各个不同等级视觉脑区进行在体电生理单细胞和群体神经元记录，在体内源性群体和双光子单细胞光学成像记录，我们发现猕猴腹侧视觉通路中,具有承上启下的中级视觉信息处理脑区V4，也具有如同初级视皮层V1 一样的超高空间分辨率的神经元，这些神经元聚集成群,负责处理局部信息，因而在V4脑区局部和整体信息可以同时被处理和呈现，揭示了高级视觉脑区能行使精细视觉的功能。在猕猴负责运动信息处理的背侧视觉通路，我们发现无论是真实物理光流运动还是错觉光流运动，初级视皮层Ｖ1和高级运动中枢MT区，主要编码局部运动信息，而更高级的联合运动皮层MST脑区则主要负责处理大范围内的整体复杂运动的感知。相对于真实物理运动，复杂错觉运动信息的整合和编码，反应潜伏期大大延迟。另外光波是没有颜色的电磁波，而颜色是我们大脑对外界物体反射出的不同光谱，进行的主观标识。我们与北大唐世明实验室合作，详细描绘了腹侧视觉通路上的不同脑区，其编码外界不同光谱信息的神经元集群及其组织结构和空间分布，即详细描绘了各级脑区的色调图，同时把这些神经元反应上的色调图和人类心理学测量的颜色认知空间进行了颜色空间分布比对，发现了高度相似性，这种相似性在高级视觉皮层更加显著。在临床基础研究中，与复旦大学五官科医院合作，探索了急性青光眼视觉损伤的脑机制，研究发现，与慢性青光眼造成的周边视觉损伤不同，急性青光眼主要造成中央视觉损伤，并且损伤的程度对形状，运动和颜色视觉有明显差异，形状处理系统和黄蓝视觉通路，受损更明显。 

总之，通过对局部和整体视觉信息感知的研究，我们探索了大脑不同视皮层区域是如何分工协作的，研究结果部分揭示从局部到整体的视知觉整合脑机制。研究结果和发现也将为神经计算，类脑人工神经网络模型和人工智能信息处理提供重要的理论指导和依据。 

主讲简介

王 伟，现任中国科学院神经科学研究所，中科院脑科学与智能技术卓越创新中心高级研究员，中科院大学特聘教授。1990 - 1998 年于中国科学技术大学获得理学硕士和博士学位。1998-2006 年先后在伦敦大学学院（University College London, UCL）眼科所视觉科学系、曼切斯特理工大学（University of Manchester Institute of Science and Technology, UMIST）检眼与神经科学系，以及曼切斯特大学（University of Manchester, MU）生命科学院从事博士后和高级博士后研究（Research and Senior Fellow）。2006 获得英国 The Wellcome Trust 独立研究基金支持，并任曼切斯特大学生命科学院独立研究员（The Wellcome Trust Research Fellow），2007 年获得英国皇家科学协会（Royal Society）专项基金支持，2008 获得中国科学院“百人计划”支持，并在中科院神经科学研究所建立视知觉脑机制实验室。