视觉物体如何优化头部方向编码——后下托神经元响应机制解析

来自瑞士的研究团队通过功能超声成像技术开展视觉物体对空间导航系统调控机制的研究，发现后下托(head direction cells)神经元在视觉物体刺激下出现定向增强响应：朝向物体的HD细胞放电频率提升，背向物体的细胞活动被抑制，该发现揭示了视觉标志物动态增强空间信息编码的神经基础。

　　

视觉系统虽大量处理物体信息，但其对空间信息编码的调控机制尚未明确。Siegenthaler等人采用功能超声成像(fUS)技术筛选小鼠大脑中对视觉物体响应强烈的区域，发现空间导航系统（而非灵长类腹侧视觉流）表现出对物体的显著偏好。后下托(postsubiculum)作为头部方向(HD)细胞富集区，在筛选中显示出最强物体偏好。

在头部固定实验中，HD细胞根据其偏好方向受视觉刺激差异化调控：指向视觉刺激的HD细胞兴奋性增强，而背向刺激的细胞活动被抑制。自由移动实验中，环境内放置物体时同样观察到该现象。视觉物体通过增强指向物体的HD细胞响应、抑制其他方向细胞活动，精细化后下托的群体方向编码。类比人类在城市中依靠地标（如钟楼）稳定指南针指向，该机制揭示了大脑如何利用视觉标志物动态优化空间信息编码的神经基础。

关键图示显示：在视觉响应区域中，空间导航系统对物体偏好最显著。后下托的电生理分析证实，当动物面对视觉地标时，头部方向编码被锐化（图中标注方向：W西、N北、E东、S南）。三维脑图像由Allen Institute for Brain Science的cocoframer工具生成。