10、视觉场和皮肤参数空间中皮质表征的比较群体分析

视觉场和皮肤参数空间中皮质表征的比较群体分析

1. 引言

从现象学角度看，群体分析概念是基于这样的观察：即使是最简单的感官刺激或与运动输出相关时，大量广泛调谐的神经元都会被激活，这种大规模活动包括尖峰和阈上活动。我们所采用的方法旨在解释早期感觉皮层在尖峰水平记录到的群体活动，目标是可视化和分析皮质活动在相应刺激空间坐标中的分布，以探索合作过程。基本假设是神经元相互作用是皮质信息处理的重要组成部分，能产生超越输入参数空间简单一对一映射的环境内部表征。通过这种方法，我们可以证明感觉刺激的时空处理具有刺激依赖和基于相互作用策略之间的微妙相互作用，有助于形成广泛的皮质激活模式。

2. 为何关注群体

1972 年，Barlow 发表了著名文章，提出“活跃的高级神经元直接简单地导致我们感知的元素”，这一观点影响了早期皮质区域感觉信息处理的研究。在 50 年代末和 60 年代末，单细胞记录成为实验室常规操作，这种技术可能推动了单细胞分析概念框架的发展。然而，越来越多的证据表明，高级脑过程可能比单细胞记录所揭示的更为复杂。强调分布式群体活动并不意味着低估单个细胞的性能，实际上，轴突、被动和可兴奋树突以及棘在信号传递和处理中可能起着被低估的作用。

皮质网络的解剖分析显示其具有丰富的连接性，一个皮质细胞平均接收约 10⁵ 的突触输入，但即使在提供大部分感觉输入的第 4 层，直接感觉传入的比例也仅为 20%。1mm³ 的皮质体积包含约 150,000 个神经元、3km 的轴突纤维和 450m 的树突分支，这表明皮质网络具有密集耦合的广泛树突和轴突连接。

从理论角度看，这些解剖学特征是基于循环回路进行并行处理的理想基础，其中侧向相互作用和非线性起着关键作用。从