猕猴V1非方向选择性神经元对群体方向编码的稳健性贡献及其在物体识别中的关键作用

来自多机构的研究团队通过分析清醒猕猴V1区双光子钙成像数据，发现方向非选择性神经元不仅能独立解码刺激方向，更通过增强编码稳健性（降低噪声敏感性）发挥关键作用。人工神经网络验证表明，去除这类单元会显著损害物体识别能力，挑战了神经元高度特化的传统认知。

　　

在视觉感知中，方向性（Orientation）是最基础的刺激特征。猕猴初级视觉皮层（V1）中大部分神经元具有方向选择性，但有一小部分神经元缺乏这种特性（称为orientation-untuned neurons）。本研究通过双光子钙成像技术（2-photon calcium imaging）记录了数千个V1神经元对不同方向光栅刺激的反应，发现这些非方向选择性神经元能够以与方向选择性神经元相当的精度独立解码刺激方向。更重要的是，它们通过降低对噪声的敏感性，显著增强了群体方向编码的稳健性。在模拟灵长类腹侧视觉通路的人工神经网络中，V1类似层同样存在一定比例的非方向选择性单元，移除这些单元会导致自然物体识别能力严重受损。这些结果表明，非方向选择性神经元不仅参与方向信息编码，还在灵长类视觉感知中扮演关键角色，为神经元视觉特征连续分布的理论提供了有力证据。