灵长类视网膜中侏儒节细胞感受野构建的计算模型研究 学术背景 灵长类视网膜中的侏儒通路（midget pathway）是视觉系统中高空间分辨率和颜色感知的基础。这一通路的关键特征之一是感受野的中心-周围组织（center-surround organization），即感受野中心区域的反应被周围区域的反应所拮抗。尽管这一现象已被广泛研究，但仍有两个关键问题未得到解决：首先，周围区域的反应主要或完全由水平细胞（horizontal cells）对光感受器（cones）的负反馈引起，这与流行的“高斯差分模型”（difference of gaussians, DOG）所暗示的前馈抑制（feedforward inhibition）机制相矛盾；其次，感受野中心和周围区域的空间范围是否可以通过其组成部...

大脑中的相关变异性导致高度次优的感官编码 学术背景 大脑通过神经群体的活动来感知世界，但感官编码的计算目标是为了支持感官刺激的区分，还是为了生成感官世界的内在模型，这一问题尚未明确。实验中发现，神经群体中的相关变异性（噪声相关性）普遍存在，许多研究表明，与没有相关性的零模型相比，相关变异性可以提高感官编码的区分能力。然而，这些研究并未探讨相关变异性是否对区分性感官编码是最优的。如果感官编码的计算目标是区分性的，那么相关变异性应该被优化以支持这一目标。本文通过开发两种新的零模型，评估了神经群体中相关变异性对区分性感官编码的最优性，并发现相关变异性在多个数据集中都表现出高度次优的区分性感官编码。 论文来源 本文由Jesse A. Livezey、Pratik S. Sachdeva、Maximi...

多巴胺受体在丘脑网状核中的调控作用：一项关于神经元兴奋性与电突触的研究 学术背景 丘脑网状核（Thalamic Reticular Nucleus, TRN）是大脑中一个重要的抑制性神经元网络，负责调控丘脑与皮层之间的感觉信息传递。TRN神经元通过电突触（electrical synapses）相互连接，形成密集的耦合网络，这种电突触在神经元同步放电、信号传递和网络功能中起着关键作用。多巴胺（dopamine, DA）作为一种重要的神经递质，广泛参与注意力、奖赏和运动控制等过程。TRN接受来自中脑的多巴胺能输入，并表达高浓度的D1和D4受体。然而，多巴胺如何直接影响TRN神经元的兴奋性和电突触强度，仍然是一个未解之谜。 本研究旨在揭示多巴胺通过其受体（D1、D2和D4）对TRN神经元兴奋性和...

智利刷尾鼠（Octodon degus）作为研究视觉系统的新模型 学术背景 视觉系统的研究一直是神经科学领域的重要课题。传统上，科学家们通常使用夜行性或黄昏活动的啮齿动物（如仓鼠、大鼠和小鼠）作为模型来研究视觉系统的发育和功能。然而，这些动物的视觉系统相对简单，且与人类等昼行性哺乳动物的视觉系统存在显著差异。为了拓宽研究范围，科学家们开始寻找更接近人类视觉系统的动物模型。智利刷尾鼠（Octodon degus）作为一种昼行性、早熟性啮齿动物，具有丰富的视锥细胞和高度发达的视网膜结构，因此被认为是一个潜在的研究模型。 本研究的主要目标是评估智利刷尾鼠的视觉生理特性，特别是其上丘（superior colliculus, SC）神经元的视觉反应和感受野（receptive field, RF）特...

通过拉伸反射模型从肌电信号估计快速和慢速运动中的下行激活模式 背景介绍 在运动控制领域，大脑的下行激活（descending activation）是肌肉激活的主要来源，但脊髓反射回路（spinal reflex loops）也在运动生成中扮演了重要角色。脊髓拉伸反射（spinal stretch reflex）是一种短延迟的反射机制，能够快速响应肌肉长度的变化，从而调节肌肉力量。然而，尽管脊髓反射在运动生成中的作用已被广泛研究，它在现代运动控制理论中的地位仍然不够明确。为了更好地理解脊髓反射如何与大脑的下行激活共同作用，Lei Zhang 和 Gregor Schöner 开展了一项研究，旨在通过肌电图（electromyographic, EMG）信号和运动学数据，直接估计下行激活模式。...