Neuron：揭示V4脑区对视觉运动信息的处理

4月24日，Neuron杂志以封面文章形式发表了中科院上海生科院神经所的研究成果《猕猴V4视区的运动方向功能图》。这项工作由吕海东研究组的博士生李培超、朱树德等人合作完成。

在人和其他灵长类动物中，视觉信息以并行的方式沿不同的视觉通路进行处理。传统观点认为，视觉中的运动信息在背侧通路（dorsal pathway）处理，而不是在腹侧通路（ventral pathway）。而该组的研究表明，背侧和腹侧通路都存在视觉运动信息的处理，而不同通路的处理可能服务于不同的功能目的。

位于腹侧通路中的视皮层V4区被认为主要处理颜色和形状信息，对于它在运动信息处理中的作用并不清楚。通过运用基于内源信号的光学成像技术，李培超和朱树德等人在猴的V1、V2和V4记录了这三个区域对运动方向的反应，首次发现了V4区存在具有运动方向特异性的方向选择性功能柱（直径约0.3mm）。这些功能柱通常分布在V4内部的几个亚区，并且与朝向和颜色选择性功能柱有部分重叠。基于方向选择性功能图，他们进一步用单细胞记录的方法研究了功能柱内部的神经元活动，其结果进一步证实了功能柱内部方向选择性神经元的聚集及其柱状结构。

这项研究首次在腹侧通路发现了对运动反应的功能结构。这一结果提示背侧和腹侧通路更适合于按照其处理信息的目的来划分，而不是简单的按处理信息的属性划分。这两条通路可以处理和利用相同属性的信息（如运动信息），而服务于不同的目的（如识别物体的运动，或识别运动物体的形状）。

该工作得到了中国科技部、中国科学院以及神经科学国家重点实验室的资助。

A Motion Direction Preference Map in Monkey V4

In the primate visual system, area V4 is located in the ventral pathway and is traditionally thought to be involved in processing color and form information. However, little is known about its functional role in processing motion information. Using intrinsic signal optical imaging over large fields of view in V1, V2, and V4, we mapped the direction of motion responses in anesthetized macaques. We found that V4 contains direction-preferring domains that are preferentially activated by stimuli moving in one direction. These direction-preferring domains normally occupy several restricted regions of V4 and tend to overlap with orientation- and color-preferring domains. Single-cell recordings targeting these direction-preferring domains also showed a clustering, as well as a columnar organization of V4 direction-selective neurons. These data suggest that, in contrast to the classical view, motion information is also processed in ventral pathway regions such as area V4.