J Neuro Sci：后顶叶皮层调控快速眼动的产生

1月9日，上海生科院神经所张鸣沙课题组，在Journal of Neuroscience期刊上发表了题为《后顶叶皮层神经活动调控快速眼动的产生》的研究成果，通过在清醒行为猴上进行胞外单电极记录，该研究组对后顶叶皮层在快速眼动过程中的作用进行了研究。

通过快速眼动，灵长类动物可以将眼球快速转向需要注意的物体，因此对其生存有着至关重要的作用。通常情况下，灵长类动物每秒钟约做3次快速眼动。此外，当快速眼动是指向一个已经预期的位置时，一部分快速眼动可以在极短的反应时间（SRT）内产生，这部分眼动被称为急速快速眼动。为研究急速快速眼动的神经机制，张鸣沙组记录了恒河猴后顶叶皮层的脑区之一—后顶叶皮层顶内沟外侧区（LIP）在间隔眼睛运动任务（gap task）中的神经电活动。间隔眼睛运动任务是一种特殊的眼睛运动任务，在该任务中，眼动目标并不是在注视点消失的同时出现，而是在注视点消失一段时间后才出现。他们发现，与没有间隔的眼睛运动任务相比，在间隔眼睛运动任务中，约50%的所记录的神经元在间隔期增加了它们的电活动。研究者们认为，这部分在眼动目标出现前就出现的电活动增加，可能代表着某种准备机制，并且可能与间隔眼睛运动任务中急速快速眼动比率大幅度上升有关。此外，该脑区的一部分在记忆期会产生持续放电的神经元，在急速快速眼动过程中的电活动高于在普通快速眼动过程中的电活动，并且这种电活动的增高从眼睛注视注视点开始，一直持续到目标点的出现。这种电活动的增高具有空间选择性，仅限于该神经元的感受野。但是该脑区的视觉神经元在急速快速眼动和普通快速眼动过程中并没有表现出电活动的不同。这些研究结果表明，这种增高的准备性的活动应该在决定急速快速眼动的产生方面起着至关重要的作用。

张鸣沙组第一次提供了直接的电生理证据，证明顶叶皮层的神经元在急速快速眼动过程中的活性不同，该研究支持了前期的后顶叶通路假说。在该假说中，研究者推断后顶叶皮层参与急速快速眼动的产生。

该研究由研究生陈默、刘昱以及合作者魏林郁在张鸣沙教授的指导下完成。该研究工作受到中国科学院“百人计划”、 科技部973计划和“浦江人才”计划等基金资助。

doi: 10.1523/​JNEUROSCI.2675-12.2013
PMC:
PMID:

Parietal Cortical Neuronal Activity Is Selective for Express Saccades

Mo Chen (默 陈)1,*, Yu Liu (昱 刘)1,*, Linyu Wei (郁 魏林)2, and Mingsha Zhang (沙 张鸣)1

Saccadic eye movements are central to primate behavior and serve to move the eyes to visual objects of interest. Express saccades, unlike regular saccades, occur with very short reaction times, a behavior necessary for speeded reactions in goal-directed behavior. Previous studies have shown that introduction of a blank interval (gap) between the fixation point offset and the saccadic target onset leads to an increase in the number of express saccades and that the superior colliculus plays a crucial role in the generation of express saccades. A longstanding hypothesis asserted that express saccades are mediated largely by a subcortical circuit, circumventing extrastriate visual cortex. An alternative “posterior pathway” hypothesis proposed the involvement of posterior parietal cortex. In the present study, using a gap saccade task, we investigated the role of nonhuman primate's lateral intraparietal cortex (LIP) in generation of express saccades. We show that roughly half of recorded LIP neurons were modulated during the gap interval. Moreover, a group of neurons with persistent activity in a memory-guided saccade task enhanced their activity during express saccades relative to that during regular saccades. After reducing the target's certainty by increasing the potential target locations, neuronal activity remained in the similar level during express saccades but markedly reduced during regular saccades that correlated with the increase of saccadic reaction time in the regular saccade. Our results suggest that area LIP is directly involved in generating saccades in express mode.