在灵长类动物的大脑皮层中进行的光标记研究揭示了在形状视觉处理中兴奋性和抑制性神经元的特殊化作用

《Nature Communications》：Optotagging in primate cortex uncovers excitatory and inhibitory neuron specializations in form vision

　　

摘要

对复杂视觉形状的感知是灵长类动物的标志性特征，也是它们许多决策和行为的基础。这种视觉功能的神经机制在猕猴身上研究得最为透彻，但这一动物模型的研究进展受到限制，因为难以区分不同类型神经细胞的贡献。在这里，我们开发并应用了一种光遗传学方法，通过光照来识别猕猴视觉皮层中单个兴奋性和抑制性神经元的反应。利用这种方法在雄性猕猴身上进行实验，我们发现这两种神经元类型之间存在明显的功能差异：兴奋性和抑制性神经元在胞外脉冲波形上存在中等程度的差异，在视觉反应特性上也存在显著差异。抑制性神经元几乎只对简单的视觉形态产生反应，而兴奋性神经元既能对简单形态也能对复杂形态产生反应，并且其视觉反应能力更强。兴奋性神经元的反应时间较长，且对复杂形态的选择性是随着时间逐渐发展的。这些发现揭示了兴奋性神经元在视觉形状处理中的主导作用，有助于更深入地理解高级视觉机制。除此之外，这项工作还为阐明灵长类动物高级脑功能背后的细胞类型特异性神经回路逻辑提供了重要参考。