张鸣沙课题组在《Cerebral Cortex》发表文章揭示复杂感知运动转换的神经机制

2020年6月3日北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室张鸣沙教授课题组在Cerebral Cortex在线发表了题为Neuronal Correlates of Many-To-One Sensorimotor Mapping inLateral Intraparietal Cortex的研究论文，发现灵长类动物大脑后顶叶皮层参与编码复杂的感觉刺激到运动输出的映射过程。

动物大脑的一个基本功能就是对感觉刺激做出合适的运动反应。在日常生活中，我们不仅需要对感觉刺激做出一对一的运动反应，而且需要对多种感觉刺激做出相似或者同样的运动反应。我们对后面这种相对复杂的感知运动转换过程中的刺激到运动映射的神经机理还很不清楚。前人的研究表明，灵长类动物大脑后顶叶皮层的神经元参与编码感知到运动的转换过程。但是这些研究大多运用了相对简单的感知运动转换任务，而没有探索相对复杂的感知运动任务中刺激到运动映射过程的神经机理。

在这篇研究工作中，研究人员通训练清醒猕猴一个位置刺激到眼动目标点映射的行为任务，同时记录猕猴大脑后顶叶皮层神经元在猕猴完成行为任务中的活性。在这个行为任务中，猕猴需要将多个位置刺激对应到两个眼动目标点上。实验结果显示：后顶叶皮层单神经元的活性编码了多个刺激位置映射到单个眼动目标点的过程。这种对复杂的感知运动转换的编码超越了后顶叶皮层神经元的经典感受野，因为它在位置刺激出现在神经元经典感受野之外时也存在。对照实验表明，这种对复杂感觉刺激到运动反应映射的编码相关的活性与对单纯的运动计划、空间注意、空间分类编码相关的活性不一致。这些结果显示灵长类动物后顶叶皮层是参与编码复杂的感知到运动转化过程的重要脑区。

 图 1. 行为任务与猕猴的行为结果

图 2. 后顶叶皮层单神经元与群体神经元在参与多个刺激位置向单个眼动目标点映射过程中的反应，以及神经元在感受野中的单纯的视觉反应。

北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室张鸣沙组前博士后周阳为文章第一作者，张鸣沙和周阳为共同通讯作者。该研究获得基金委（National Natural Science Foundation of P.R. China (31871078;31471069; 91432109）等资助。