对不同刺激信号进行分类表征和处理是神经系统高效处理信息的重要方式。在对随机点协同运动方向的分类任务中，已有研究发现猕猴的高级视觉皮层的外侧内顶叶(LIP)的神经活动呈现出类别选择性的同时忽略同一类别内刺激之间的差异。但是，人们还不清楚视觉信息处理的早期阶段能否产生这种分类表征。为此，本项研究分析了猕猴初级视觉皮层神经元在轮廓线检测知觉训练中的神经响应。结果发现：无论是单个神经元的多试次平均的响应，还是神经元集群在单试次响应，在知觉训练后都呈现出类别选择性，即对可检测到轮廓线的刺激给出一种响应模式，不可检测到轮廓线的刺激给出另一种响应模式，而与刺激中具体的信息无关。在进一步定义分类表征指数后，发现经过两周左右的知觉训练后，知觉训练增强了初级视觉皮层的类别依赖表征能力。

图1 代表性神经元对可检测轮廓线刺激的响应

图2 代表性神经元对不可检测轮廓线刺激的响应

图3 神经元集群对可检测轮廓线刺激的响应

图4 神经元集群对不可检测轮廓线刺激的响应

这是首次在猕猴的初级视皮层观察到类别响应，初级视皮层在训练后呈现类别表征可能是因为高级皮层区域例如V4或者外侧内顶叶反馈的结果。总之，在初级视皮层出现对刺激的类别表征，将更加有利于下游高级脑区读取信号，有效减少高级脑区在完成任务是的计算量。

该工作由系统科学学院博士生刘赵凡在认知神经科学与学习国家重点实验室阎崟副教授和系统科学学院王大辉教授共同指导下完成。近期发表在CognitiveNeurodynamics，论文参见：Liu, Z., Yan, Y. & Wang, DH. Category representation in primary visualcortex after visual perceptual learning. CognNeurodyn (2023). https://doi.org/10.1007/s11571-022-09926-8

供稿：王大辉

编辑：郝林青

审核：王大辉