激光揭示视觉错觉的神经机制

大脑如何“脑补”出实际不存在的物体？来自加州大学伯克利分校的 Hyeyoung Shin、Hillel Adesnik 及艾伦脑科学研究所的合作团队，通过在小鼠大脑中进行精准实验，发现了一类专门负责产生错觉的神经元，并揭示了视觉感知并非被动接收，而是大脑主动构建的过程。
研究团队向小鼠展示经典的卡尼萨错觉图形（Kanizsa illusion），同时运用多神经像素探针（Neuropixels probes）和钙成像技术大规模记录其大脑活动。他们发现在初级视觉皮层（V1）中，存在一类特殊的“IC编码神经元”（IC-encoder neurons），这些细胞只对由图形碎片暗示出的“虚假”轮廓反应强烈。进一步的实验表明，错觉的产生是一个自上而下的过程：更高级的视觉脑区先整合信息并“推断”出完整图形的存在，然后将这个“预测”信号反馈给V1。该研究使用了双光子全息光遗传学，当研究人员在没有任何视觉刺激的情况下，直接用激光激活这些IC编码神经元时，成功地在V1中诱导出了与小鼠看到错觉时一模一样的神经活动模式。这一结果有力证明，IC编码神经元通过一种名为循环模式完成（recurrent pattern completion）的机制，接收并执行来自高级脑区的“脑补”指令，从而主动构建出我们的视觉感知。研究发表在 Nature Neuroscience 上。
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Shin, Hyeyoung, et al. “Recurrent Pattern Completion Drives the Neocortical Representation of Sensory Inference.” Nature Neuroscience, Sept. 2025, pp. 1–11. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41593-025-02055-5