伟众视觉系统脑科学研究
发布日期：2024/11/23

视觉四个独立系统：一是V1和V2区参与早期信息处理。V1和V2区由对颜色和形状做出反应的不同细胞群组成，而且这些区域还被认为“包含一些负责在信息传送到各个特定视觉皮质前对各类信息进行分装的分装站”。二是V3和V3a区，这两个区域的细胞主要对形状（特别是运动形状）而不是颜色做出反应。三是V4区中的绝大部分细胞对颜色做出反应，此外还有许多细胞对线条朝向有反应。五是V5区主要参与视觉运动处理，对颜色不做出反应。

颜色在视觉中枢的处理：对V4区处理颜色信息的证实是建立在PET扫描实验的基础上，当受试者观看彩色或灰色图形时， PET扫描发现颜色刺激使V 4区血流量增加13%，而其他区域不受颜色的影响。对脑卒中后的全色盲患者经行的磁共振检查也证实患者V4区受损。此后的研究陆续证实了颜色识别过程分为3个阶段：首先V1区和V2区激活，登录不同波长及强度的光线，V1区细胞对波长的变化最敏感；其次是位于梭状回内的V4区及其稍前方的V4a区激活，进行颜色的自处理，尤其当人类注视由多种色彩构成的抽象或自然景色时，由于波长不断变化，V4和V4a区激活更明显，因此有学者将梭状回内的V4和V4a区定义为V4复合体，是人脑颜色处理的中心；最后是颞下回和额叶激活，进一步识别物体的颜色。有研究通过不同颜色光的刺激来形成脑功能图，证实了红、绿、蓝3种颜色光刺激在视觉皮质产生不同的反应强度，以蓝光刺激最敏感，并与刺激强度呈正相关。此外，脑组织兴奋激活还见于外侧膝状体、上丘、脑干的顶盖前区、顶叶皮质等。这与视觉认知始于视网膜，经外侧膝状体核，投射到视觉皮质，再向具有进一步处理功能的大脑皮质辐摄这一过程相符合。（孤独症康复中心基础色调为蓝色，是增强视觉腹侧通路功能。）

形状在视觉中枢的处理：在初级视皮质和纹外区域的视神经细胞只加工简单的视觉特征(如朝向、位置、颜色)，以及一些简单的质地和形状线索。在高级视皮质，如IT、MT，直至更高的一些视皮质区域，视神经细胞加工的特征明显复杂化。人类大脑皮质中包括V3、V4和IT区在内的几个区域与形状加工有关。然而，认知神经科学方法主要集中研究IT区与形状知觉的关系。IT区的单细胞记录发现，IT区存在一些对简单形状做出反应的联络神经元，某些细胞能对复杂形状进行反应。IT区联络神经元被组织为多个功能柱(functional column) ，每一功能柱内的神经元只对相似刺激做出反应。一些细胞只有在与其相对应的形状出现，同时某一其他形状缺失时才做出最大反应。这种特异反应也显示了很强的不变性，如不受尺寸、位置、方位、颜色变化的影响，而且当观察角度发生很大变化时，一些细胞也同样保持这种特异性反应。例如，IT区有部分细胞对面孔图形产生特异反应，而部分细胞则对手的形状产生特异反应。在对面孔产生特异性反应的细胞中，一些是对整个面孔反应，而一些是对面孔的部分反应。此外，除了有细胞对复杂、有意义的刺激发生反应外，IT区还有细胞能对初级的形状及不熟悉的形状产生反应。

运动在视觉中枢的处理：科研人员最早通过正电子发射断层成像技术(PET) 实现了对人类视觉运动加工的脑功能定位，发现人脑纹外皮质存在两个功能区：一个相当于猴的MT/V5、MST区和周围相邻的有关运动区，只对运动刺激发生反应，并将之命名为hMT/V 5十；另一个只对颜色刺激发生反应，位于腹侧角回和梭状回。这一发现为早期研究提出的人脑内存在两条视觉加工平行理论提供了支持。后来的研究进一步将hMT/V 5十定位于颞下沟的上升支。功能磁共振成像技术发现对低对比度的视觉刺激更敏感，而对发光强度一样的运动栅栏反应明显减弱，这些特点均与猴神经元特性相似，从而证明了人类与猴的视觉运动加工区是同源的。PET研究发现，人类除MT/V5、V1/V2运动反应区外，还有许多皮质结构与运动加工功能有关，包括楔叶和沿着背侧顶枕通路的一些脑区，人脑内至少存在15个以上的运动反应区。其中楔叶，相当于V3辅助区(V3a)是人类第二重要的运动加工区，与MT/V5区一样，V3a负责整个对侧视野(不像V1、V2、V3初级视区只负责对侧1/4视野)的运动加工，但其运动选择性不高。因此，总结起来把视皮质相关脑区按照对运动反应的敏感程度排序如下：hMT/V 5+>V3a≥V2≥V 3≥V1。

V5区损伤的患者产生运动认知不能症，既看不到运动物体也不理解运动物体，但却能看清静止的物体，一旦物体开始运动即便视而不见。

    立体视觉在视觉中枢的处理：背侧通路主要与物体三维空间朝向、表面曲率的空间特性的处理有关，其所形成的立体视与两眼集散运动、手眼协调等功能的行使有关；而腹侧通路更多地参与相对视差的处理，主要与惊喜立体视觉的形成有关。

前额叶对其它联络皮层具有调控作用。视、听联络皮层的双向纤维联系可能是这种调控过程的神经基础。脑后联络皮层，包括顶叶视觉联络皮层，完成对外界表象信息的整合，这些信息包括物体的形状、颜色、质感和空间位置，完成“看见”过程；而前额叶完成最后“认识”的产生和联想。

V1的周围皮层V2和V3被称为“视觉联合皮层”，是与视觉形成的相关的高级精神“功能库”损伤它可以导致“精神盲”，患者可以看见物体，但是不能理解所看见的东西。

伟众平台在近红外脑功能成像诊断评估的基础上，增设视觉背侧通路训练和腹侧通路训练课程，改善每个孩子的视觉功能。