自身運動知覺,是人們在空間活動過程中,對自己運動狀態的一種檢測。其形成過程是一個多模態信息綜合作用的結果,需要視覺和其他非視覺系統的共同參與。外界信息投射到視網膜上形成的光流刺激,可以誘發自身運動知覺。而另一方面,位于耳內的前庭器官能夠檢測頭部的空間位置和運動狀態,也能提供自身運動知覺的信號。人類行為學實驗證實,被試者能夠整合視覺和前庭信息,提高對自身運動的判斷。因此,關于自身運動神經機制的研究主要集中在這兩種感覺信息的整合究竟發生在大腦的那個部位,并以什么樣的方式進行的。在過去的一段時間里,大部分的研究和精力都集中在MSTd和VIP這兩個區域上,因為這兩個區域對視覺和前庭信息有顯著的調諧反應。然而遺憾的是對MSTd進行失活并不影響被試者基于前庭信號的自身運動判斷。前庭皮層PIVC直接接收來自丘腦的前庭輸入很可能在自身運動過程中起著重要的作用。
為此,我們采用虛擬現實的技術將視覺和前庭刺激進行精確匹配,并將獼猴沿著不同方向進行移動,來模擬自身運動。然后對獼猴進行朝向判別任務的訓練,并在獼猴執行朝向判別任務的同時對PIVC的神經元活動進行記錄以觀察神經元活動與自身運動認知行為之間的功能性聯系。我們發現雙側失活PIVC后,前庭刺激條件下獼猴對朝向判斷的閾值顯著增加(如圖1所示)。
群體的數據得到類似的結果。同樣的失活實驗在VIP上卻得到完全不同的結果。雖然VIP神經元對前庭、光流或者兩者都有方向選擇性,但是雙側失活VIP只對朝向判斷行為有很小的影響(如圖2所示),盡管VIP失活的區域面積大于PIVC失活的區域面積(如圖3所示),該結果發表于2016年3月的《Journal of Neuroscience》雜志上。