眼跳抑制增强斑马鱼视顶盖中生态相关刺激的显著性
Saccadic suppression enhances saliency of ecologically relevant stimuli in the zebrafish optic tectum
眼跳期间视觉敏感度下降的现象在灵长类已有大量心理物理记录，但其来源与功能仍有争议。研究先在自由游动的斑马鱼幼鱼中观察到逃逸反应在模拟眼跳的纹理位移前后被削弱，再用多电极阵列记录成体视网膜神经节细胞、用双光子钙成像记录幼鱼视顶盖神经元，并结合360度全视野刺激与行为追踪。结果显示视网膜的抑制较弱且依赖空间频率，视顶盖中真实眼跳的运动信号使抑制增强，全局闪光的抑制可持续数秒，而猎物样移动点和逼近圆盘的抑制很快恢复。
用斑马鱼结合行为、视网膜多电极阵列记录与视顶盖双光子钙成像，发现真实眼跳的运动信号使抑制更强，且猎物样与逼近刺激的抑制远弱于全局闪光。
扫视抑制是指在快速眼动前后视觉敏感度下降的现象，在灵长类心理物理学中已有充分记载，但其机制与功能仍存争议。在此，我们利用斑马鱼追溯扫视抑制的起源，并证明扫视抑制如何选择性增强生态相关刺激的视觉显著性。因此，扫视抑制的作用不止于补偿扫视引起的快速图像位移。我们首先在幼体斑马鱼的逃逸行为中建立了扫视抑制的行为学相关指标。随后，利用电生理学，我们证明视网膜神经节细胞以空间频率依赖的方式启动扫视抑制。钙成像结合360°视觉刺激与行为追踪显示，运动信号增强了视顶盖中扫视前后的抑制强度，该抑制在视顶盖中持续超过3,000 ms。值得注意的是，对于与捕食或逃逸行为相关的刺激，扫视抑制比行为相关性较低的全局闪光要弱得多且持续时间更短。这种不均衡的衰减有效提高了扫视后视顶盖中生态相关刺激的显著性。我们的结果表明，扫视抑制整合视觉与运动信号，以在神经约束内优化感觉加工，并为进化上保守的视觉策略提供了见解。
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来源：PLOS Biology · journals.plos.org