當(dāng)觀察一只蒼蠅在房間里嗡嗡作響,,我們應(yīng)該有印象:這不是蒼蠅,,而是在于它背后的空間在移動。畢竟,,在我們視野中央,,蒼蠅總是固定。那么大腦是如何感知在一個靜止不動的環(huán)境中蒼蠅的運動的呢,?運用磁共振成像(fMRI)技術(shù),,蒂賓根大學(xué)沃納賴卡特綜合神經(jīng)科學(xué)中心與馬普學(xué)會生物控制論研究所的科學(xué)家,已確定了大腦兩個區(qū)域能比較眼球運動與投射在視網(wǎng)膜上的視覺運動(以便正確地感知運動中的對象),。
大腦的這兩個領(lǐng)域被稱為V3A和V6,,這兩區(qū)域非常善長在對外部動作作出反應(yīng),即使是在眼球運動中,。它們位于在大腦后部的上半部分,。V3A區(qū)集成度高:無論我們用眼睛觀察運動物體與否,V3A區(qū)集都對我們身邊的運動作出反應(yīng),,,,我們按照我們的眼睛的運動物體。但該區(qū)域?qū)ρ矍蜻\動視網(wǎng)膜上產(chǎn)生視覺運動時不反應(yīng),。V6區(qū)域也有類似特點,。此外,當(dāng)我們向前運動時,,它也可以執(zhí)行這些功能。大腦執(zhí)行的計算較為復(fù)雜,,在這種情況下:由眼球運動所造成的三維向前移動superimposed二維橫向運動,。
科學(xué)家埃爾維拉菲舍爾和沃納賴卡特綜合神經(jīng)科學(xué)中心和馬克斯·普朗克生物控制論研究所的安德烈亞斯·巴特爾斯用功能磁共振成像(fMRI)研究這些區(qū)域。功能磁共振成像基于局部血流量和氧消耗變化可以測量大腦的活動,。參與研究者在不同的視覺場景下進行磁共振成像掃描,。例如,他們必須用眼睛盯住一個小圓點,,當(dāng)小點從一個側(cè)面向另一面跨屏幕運動時,。圖案的背景要么固定,要么以不同的速度移動,,有時慢,,有時候快,,有時候速度移動保持一致。有時點是固定的,,只有背景移動,。六個實驗中,科學(xué)家在十多個不同的場景下測量大腦活動,。由此看來,,他們已經(jīng)能夠發(fā)現(xiàn)V3A和V6不像大腦中的其他視覺區(qū)域,有比較眼球運動與視網(wǎng)膜上的視覺信號的能力,。 我特別著迷V3A,,因為它的反應(yīng)如此強烈,并有選擇性地對我們周圍環(huán)境的運動其反應(yīng),。項目研究的領(lǐng)導(dǎo)者Andreas Bartels解釋說:這聽起來微不足道,,但大腦的能力是驚人的。
是自己還是我們周圍別的東西在移動,,這個問題我們很少思考,,因為我們大腦在潛意識的層面上不斷計算并糾正了我們的視覺印象。事實上,,誰失去了這種能力,,他們將不再能辨識是什么在移動,是自己還是周圍物體,。每當(dāng)他們移動眼睛,,這些患者就會感到頭暈。這研究帶讓我們一步步理解認(rèn)識到這種疾病的起因,。
這項研究由沃納賴卡特綜合神經(jīng)科學(xué)中心,、Heinrich Bülthoff人類感知、認(rèn)知研究部門以及馬克斯·普朗克生物控制論研究所的Nikos Logothetis認(rèn)知過程生理學(xué)部部門協(xié)作完成,。(生物谷:Bionn)
doi:10.1016/j.neuron.2012.01.022
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Human areas V3A and V6 compensate for self-induced planar visual motion
Elvira Fischer, Heinrich H. Bülthoff, Nikos K. Logothetis, Andreas Bartels
Little is known about mechanisms mediating a stable perception of the world during pursuit eye movements. Here, we used fMRI to determine to what extent human motion-responsive areas integrate planar retinal motion with nonretinal eye movement signals in order to discard self-induced planar retinal motion and to respond to objective (real) motion. In contrast to other areas, V3A lacked responses to self-induced planar retinal motion but responded strongly to head-centered motion, even when retinally canceled by pursuit. This indicates a near-complete multimodal integration of visual with nonvisual planar motion signals in V3A. V3A could be mapped selectively and robustly in every single subject on this basis. V6 also reported head-centered planar motion, even when 3D flow was added to it, but was suppressed by retinal planar motion. These findings suggest a dominant contribution of human areas V3A and V6 to head-centered motion perception and to perceptual stability during eye movements.