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2026-09-28 00:00 中国 论文发表 基础与方法 原文语言 EN

北京大学等在小鼠视觉皮层施加光刺激,从脑信号重建自然电影画面

内容概述 北京大学等合作团队在清醒小鼠中,将自然电影的动态画面转换为具有时空图案的光遗传刺激,再从初级视觉皮层的反应中重建电影帧。研究比较了自然观看与人工刺激两种条件下的皮层活动,发现人工刺激诱发的宏观动态与自然视觉反应具有较高可比性,信息表征也呈现对齐。团队开发的深度学习模型能够从两种条件下的皮层信号中重建画面。这项动物实验为评估视觉皮层假体如何将图像转换为刺激模式提供了概念验证,但并不等于已证明人工刺激能让小鼠产生相应视觉体验,更不代表人体视力恢复效果。
推荐理由 这项工作的具体切入点是用画面重建来检验刺激编码,不仅比较人工刺激与自然观看时的皮层活动是否相似,还评估两种反应能否支持自然电影帧的解码,为比较视觉编码策略提供量化路径。

脑机百科消息(bciwiki.com),北京大学等参与的合作研究于2026年9月28日上传至bioRxiv,在清醒小鼠中比较了自然视觉与图案化光遗传刺激诱发的视觉皮层反应,并从两种条件下的信号中重建自然电影帧。该研究尚未经同行评审,目标是量化评估视觉图像应如何转换为皮层刺激模式。

研究团队在小鼠初级视觉皮层(V1)中共同表达钙指示剂GCaMP6s和红移、高敏感度的光敏蛋白rsChRmine-oScarlet,将动态自然电影帧转换为具有时空图案的光遗传刺激。光遗传刺激利用光敏蛋白,使光能够调控神经活动。宏观动态的定量比较显示,这种人工刺激诱发的皮层状态与自然视觉刺激诱发的状态具有较高可比性,信息表征也呈现对齐。

为评估这些反应保留了多少视觉信息,团队开发了包含空间和时间注意力机制的深度学习模型STAR,从自然观看和人工刺激两种条件下的V1信号中重建自然电影帧。作者将结果解释为复杂感觉信息能够经自然视觉编码,也能够通过人工刺激写入V1回路并被解码的证据,并将其定位为闭环仿生编码器、皮层视觉神经假体和双向脑机接口的实证与计算概念验证。这些结果属于小鼠实验中的神经信号编码与重建,不等于已证实相应视觉体验或人体视力恢复。

本文由 BCIwiki 根据公开信息撰写

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