睡眠期间大脑皮层特异性视觉反应的逆转

《Nature Communications》：Cortex-specific inversion of visual responses during sleep

　　

摘要

在睡眠过程中，我们与外部环境的功能联系被暂时切断。眼睛闭合，大大减少了传递到大脑的视觉信息。然而，仍有一些光线能够穿透眼睑，在清醒状态下，即使眼睛闭合也能感知到光亮的变化。尽管在睡眠期间感觉信息的传递被认为是由丘脑控制的，但这些信息仍然可以到达大脑皮层。为了阐明视觉信息在丘脑和皮层处理过程中的各个阶段是如何被调节的，我们在对睡眠中的人类进行实验时同时使用了脑电图（EEG）和功能性磁共振成像（fMRI）技术，向他们展示了亮度变化的视觉刺激。研究发现，在N1和N2睡眠阶段，视觉丘脑对光线的反应仍然存在。然而，在早期视觉皮层中，由刺激引发的反应被显著抑制，呈现出一种相反的模式：高强度的视觉刺激反而会导致视觉皮层的活动减弱。这些发现表明，存在一种皮层机制，其中抑制性神经回路调节着视觉皮层因刺激而产生的活动减弱，从而有助于在睡眠早期阶段实现感觉隔离。