人类和其他灵长类动物天生具备感知精细细节、鲜艳色彩以及将注意力集中在特定视觉元素上的能力。这一能力依赖于视网膜中的一个微小区域——黄斑中心凹（foveola），该区域密集分布着感光细胞，支持高分辨率视觉、颜色视觉和注视导向的视觉注意力。
浙江大学及浙江省重大神经外科疾病研究与转化重点实验室的研究团队最近利用高空间分辨率成像技术，精确绘制了黄斑中心凹在灵长类视觉皮层中的表示方式。他们的研究成果发表在《Nature Neuroscience》上，揭示了这些表示方式的惊人复杂性，包括每个脑半球中由多个环状结构围绕的中央元素。
黄斑中心凹的重要性
“在人类和非人类灵长类动物中，1°的中央视野由黄斑中心凹处理，这是一个包含高密度感光细胞的视网膜结构，对于灵长类特有的高分辨率视觉、颜色视觉和注视导向的视觉注意力至关重要。”钱美珍、王建宝及其同事在论文中写道。
为了研究灵长类动物黄斑中心凹所收集的信息如何在大脑中表示，研究人员开发了高空间分辨率的超高场7T功能性磁共振成像（fMRI）技术，并应用于清醒的猕猴身上。这些猕猴经过训练，能够执行特定的视觉任务，如注视闪烁的蓝色或红色光点，光点大小不同。
当猴子完成这些任务时，研究人员使用7T fMRI技术记录了它们的大脑活动，特别是那些被黄斑中心凹捕捉到的视觉刺激是如何在大脑中表示的。
复杂的视觉皮层映射
“在腹侧通路（视觉区域V1-V4和后部下颞叶皮层），观看一个小的黄斑中心凹光点会激发每个半球中多个（八个）黄斑中心凹表示的环状结构。”钱美珍、王建宝及其同事解释道。
“这些环状结构围绕着一个被称为‘黄斑中心凹核心’的区域，该区域包含对精细刺激和高空间频率敏感的毫米级功能域，与黄斑中心凹的视觉敏锐度、颜色信息和无色信息以及运动感知一致。”
值得注意的是，研究人员发现，通过fMRI获得的数据与他们使用光学成像技术收集的数据高度一致。这一详细的黄斑中心凹表示图谱为理解灵长类视觉系统的复杂机制提供了宝贵的见解，尤其是与视觉注意力和聚焦视觉相关的进程。
总体而言，研究人员发现，黄斑中心凹的表示分布在灵长类大脑每个半球的八个位点：四个位于上部（即背侧），四个位于下部（即腹侧）。这些位点形成了围绕新发现的“黄斑中心凹核心”区域的环状结构。
“这种复杂的中央视觉表示与新发现的黄斑中心凹核心区域表明，灵长类大脑皮层在处理注视行为方面具有专门化。”钱美珍、王建宝及其同事总结道。
研究未来
这项最新的成像研究为未来进一步探讨黄斑中心凹表示位点的工作铺平了道路。这些研究将进一步丰富我们对视觉系统如何在大脑中表示视觉刺激的理解，有助于开发治疗某些视觉障碍的新方法。
新闻来源：Nature Neuroscience
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