动物如何朝向有趣的刺激做出反应?
1. 后顶叶皮层的空间坐标转换
后顶叶皮层位于体感皮层后方,这里也对空间坐标转换进行了研究。后顶叶皮层包含多个参与控制手部、头部和眼部运动的皮层区域,并且它会接收视觉、听觉和体感的汇聚输入。这就引出了一个问题:用什么空间坐标框架来表示这些多模态的感官信息呢?
研究人员通过向清醒的猴子呈现不同空间位置的声音和视觉刺激,确定每个神经元反应最强烈的位置。在绘制出视觉和听觉空间感受野后,让猴子移动眼睛到不同位置(头部固定),观察眼睛位置的变化如何改变神经元的空间感受野。
- 如果听觉空间感受野随眼睛移动,那么听觉空间信息以眼中心坐标编码。
- 如果听觉感受野保持静止,那么听觉信息可能以头中心、身体中心或世界中心坐标表示。
实验结果显示,情况并不简单。在研究最深入的后顶叶皮层部分(腹侧顶内区),超过三分之一的神经元以眼中心坐标编码视觉信息,28%使用头中心坐标,还有三分之一使用既不是眼中心也不是头中心的中间坐标。后顶叶神经元对听觉刺激的反应同样复杂,40%的神经元以头中心坐标编码听觉信息,其他的使用眼中心或中间坐标框架。这些数据不符合图11.16所示的顺序、逐步坐标转换模型,但在经过空间信息处理训练的人工神经网络中也出现了多样和中间的坐标框架,说明多种坐标框架对空间处理并非有害,只是难以理解。
推断坐标转换与感受野(RF)移动关系的表格如下:
| 空间感受野的表现 | 神经元编码空间所用的坐标 |
| — | — |
| 随眼睛移动 | 眼中心坐标 |
| 眼睛移动时稳定,但随头部移动而移动 | 头中心坐标 |
| 眼睛或头部移动时稳定,但随身体移动而移动 | 身体中
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