树鼩视觉系统中压缩的层级结构揭示灵长类视觉信息处理核心原理的保守性

这篇开创性研究通过Neuropixels高通量记录技术，首次系统描绘了树鼩(Tupaia belangeri)腹侧视觉通路的功能层级结构。研究发现树鼩V2区已具备灵长类颞下皮层(IT)的特征：完整的高阶物体空间表征、媲美猕猴IT的物体解码精度，以及类似灵�类面孔选择细胞的存在，揭示了视觉信息处理的"压缩层级"机制，为理解哺乳动物视觉系统进化提供了新视角。

视觉信息处理的层级结构研究新突破

Main

作为灵长类近亲的树鼩，其视觉系统展现出令人惊奇的"压缩层级"特征。通过Neuropixels探针在清醒树鼩多个皮层和丘脑区域的同步记录，研究团队系统考察了从初级视皮层(V1)到前颞区(ITr)的六大脑区功能特性。

功能层级的确立

经典层级指标显示：从V1到ITr，神经元感受野尺寸呈梯度增大(V1中位数9.6° vs ITr 24.3°)，反应潜伏期逐步延长(V1 45ms vs ITr 75ms)。自然纹理与频谱匹配噪声的选择性差异在V2区最早显现(45ms)，显著早于V1(90ms)，暗示V2可能通过反馈影响V1的纹理处理。

V2区的超常表现

令人惊讶的是，传统认为的初级视觉区V2展现出高阶处理特征：

1. 1.

   物体空间表征：AlexNet模型显示V2神经元在FC6特征空间呈现轴编码特性，其解码精度超越其他脑区

2. 2.

   重建能力：基于100个V2神经元即可实现物体图像的高保真重建，性能媲美猕猴后部IT

3. 3.

   面孔选择细胞：V2区存在强面孔选择性的神经元(t≥15)，其分布模式与灵长类IT面孔区相似

跨物种比较

在猕猴对照实验中，树鼩V2的物体解码精度显著高于猕猴V2，与猕猴后部IT相当。但猕猴V2未发现面孔选择细胞，这种差异暗示树鼩采用更紧凑的视觉处理架构。

Discussion

该研究揭示了几个重要发现：

1. 1.

   层级压缩现象：树鼩将灵长类多阶段处理压缩在V2区完成，可能通过局部循环网络实现"功能深度"

2. 2.

   面孔选择性的普遍性：在无社交需求的树鼩中发现面孔细胞，支持"物体空间自发组织"理论

3. 3.

   模型革新需求：传统深度前馈网络可能无法完全解释这种压缩处理机制

这项研究不仅确立了树鼩作为视觉研究的新模型，更挑战了现有视觉层级理论，为理解大脑如何高效处理视觉信息提供了全新视角。方法学上采用的Neuropixels多脑区同步记录和AlexNet建模策略，为神经编码研究设立了新标准。