哪一边是哪一边大脑如何感知边界

现在，约翰雷诺兹教授和高级博士后研究员汤姆弗兰肯在理解大脑如何决定视觉边界的哪一侧是前景物体和哪一侧是背景方面取得了进展。该研究于 2021 年 11 月 30 日发表在eLife杂志上，阐明了大脑区域如何进行交流以解释感官信息并构建我们周围世界的图景。

“大脑组织和生成外部世界表征的方式仍然是当今神经科学领域最大的未知数之一，”神经科学领域 Fiona 和 Sanjay Jha 主席的持有人 Reynolds 说。“我们的研究提供了关于大脑如何处理边界的重要见解，这可能有助于更好地了解感知被破坏的精神疾病，例如精神分裂症。”

当您查看面前的场景时，大脑皮层中的各个神经元都会接收有关场景中某个微小区域的信息。因此，从对象边界接收信息的神经元几乎没有关于哪一侧是前景的初始上下文。然而，科学家们之前发现了一组细胞，可以非常迅速地发出边界的哪一侧属于该物体的信号(“边界所有权”);毕竟，深度感知和辨别前方物体的能力对生存至关重要——是路边还是阴影，是岩石还是洞穴?

大脑中的这些神经元究竟如何计算边界所有权尚不清楚。一些科学家假设，随着来自眼睛的信息通过大脑，依次进入更下游(更深)的区域，每个区域都会发生额外的计算，直到您的大脑建立视觉场景模型。这被称为“前馈”途径。但其他科学家假设了“反馈”途径的重要性，其中大脑的下游区域必须首先处理信息，然后将这些线索发送回上游区域的神经元，以帮助他们弄清楚边界所有权。

雷诺兹和弗兰肯着手确定哪个假设是正确的。他们使用电极来记录大脑皮层不同层中神经元的活动，因为动物在原本空白的背景上观看方形物体的图像。科学家们首先确定哪些特定神经元正在处理来自划分正方形和背景的一小部分边界的信息;然后他们测量了这些神经元中边界所有权信号的时间，并将其与不同层的神经元进行了比较。