识别神经活动与行为感知之间的功能联系，是神经科学中推断因果关系及信息解码方式的基础问题。大量研究采用扰动方法，提供了直接证据表明，在多个感觉系统（如视觉系统）中，感觉信息是以因果方式被读取，以形成受试者针对所操控神经元偏好特征（即标记线编码）的感知选择。
2026年5月13日，中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心（神经科学研究所）顾勇独立通讯在PNAS在线发表题为A hemispheric decoding principle for vestibular heading perception in the posterior sylvian area的研究论文。
该研究报告了视觉后外侧裂区（VPS）中一种替代性的解码原理。具体而言，每个半球的VPS神经元，基于惯性或视觉运动线索，在地球水平面上对称地编码向左与向右偏好的朝向信息。
在朝向判别任务中，神经活动与逐次试验的感知选择之间的相关性（即选择概率）也显著依赖于神经元的调谐函数。然而，对VPS施加的电微刺激，无论所人工激活的神经元编码何种朝向偏好，均显著地将猕猴的朝向判断偏向同侧半球。该效应仅在前庭条件下观察到，而非视觉条件下；也仅在VPS区观察到，而非邻近脑区。由微刺激诱发的感知偏差，可通过化学失活操作得到互补验证。对外周内耳器官施加的无创性电前庭刺激，在受试者的行为表现中产生了相似的偏差，并在中央VPS区诱发了激活。
作者的发现揭示了一种在中央前庭系统中主导标记线编码的半球读取算法，该算法可能限制了跨感觉模态的信息整合。
精确的自我运动感知是动物在自然环境中生存所必需的能力，这一过程高度依赖于多种感觉输入。其中，前庭系统对于介导自我运动和动作的感知至关重要，例如在基于向量的导航中计算和规划路径时。支持这一观点的是，稳健的前庭信号已被发现广泛存在于许多皮层区域，包括顶-岛前庭皮层（PIVC）、2v区、3a区、视觉后外侧裂区（VPS）、内侧上颞区背侧部（MSTd）、腹侧顶内区（VIP）、额叶眼动场的平滑眼动区（FEFsem）、后扣带回（PCC）、压后皮层、7a区以及上颞多感觉区。
有趣的是，这些区域中的许多区域也包含与自我运动相关的视觉信号（例如，光流），表明可能存在跨模态交互作用。事实上，这些区域的许多神经元编码一致的视觉和前庭朝向方向，使得在两种线索均可用的情况下，神经元在自我运动过程中的调谐功能甚至得到增强，这可能介导了与单模态条件相比，朝向辨别能力的提升。
尽管前庭对自我运动的调节在大脑（包括新皮层）中普遍存在，但大多数研究仅关注神经编码，并由此推断潜在的生态功能。然而，这些感觉信号是否以及如何被下游神经元精确解读以产生行为感知，目前尚不清楚。迄今为止，仅有一项研究在MSTd区域进行了电微刺激，但未能诱发基于前庭线索的动物朝向判断产生显著影响。
Gu的研究中观察到的阴性结果可能源于两个因素。首先，与聚集良好的视觉信号不同，MSTd区域缺乏聚类的前庭调谐，这可能限制了微刺激技术的效率。其次，MSTd中的前庭信号可能并非用于朝向判断的功能。无论如何，与其他感觉系统中微刺激和光遗传学等操控方法的成功应用相比，迫切需要揭示前庭系统中的因果解读机制。
图1.无创性GVS应用于前庭末梢外周器官（摘自PNAS）
因此，作者在此研究了VPS中前庭信号的因果解读效应。作者主要关注该区域，是因为其具有视觉-前庭交互作用的独特特征。即，与其他包含混合视觉-前庭一致性和冲突性细胞的区域不同，VPS以冲突性神经元为主。
基于这一事实，先前的研究推断该区域不太可能参与朝向知觉，因为两类自我运动信号会提供关于当前行进方向的冲突信息。因此，作者在此有两个目标。首先，作者希望在每种单一模态条件下，明确VPS中的前庭和光流信号是否被因果性地解读用于朝向知觉。
其次，如果确实如此，这些信号是按照每种刺激条件下的偏好朝向被解码，还是以一种模态无关的方式（例如，均参照前庭、视觉或它们的中间方向）被解码？为回答这些问题，在本研究中作者记录了VPS的神经活动。作者发现存在聚集良好的前庭信号，这为应用微刺激扰动提供了基础。
事实上，施加小电流显著地偏转了动物的知觉判断。然而令人惊讶的是，偏转方向并非由神经元的调谐功能预测，而是由大脑半球预测。随后的对照实验进一步表明，这种依赖于半球的因果解读效应对VPS中的前庭信号具有特异性，而非视觉模态或其他脑区。最后，本文讨论了介导前庭信号与其他感觉系统（例如，视觉）产生这种独特解读效应的可能机制。
参考消息：https://doi.org/10.1073/pnas.2533498123