报告人：Robert Desimone

整理人：田永路  苏峰

审核人：张  晨

2017年8月25日下午，来自MIT IDG/麦戈文脑研究所(McGovern Institute for Brain Research at MIT)的Robert Desimone教授受北京大学IDG/麦戈文研究所的邀请莅临北京大学，在王克桢楼1113会议室为大家带来一场题为“Acausal analysis of the attentional network”的学术报告。Desimone教授是国际认知神经科学领域的领军人物之一，其关于注意力激活大脑皮层的V4和IT区域的论文（Moran &Desimone，1985），不仅在注意力领域影响深远，而且开创了灵长类认知神经生理学研究的新纪元。Desimone教授提出的注意力偏向竞争模型（Desimone& Duncan，1995），推翻了注意力领域的许多传统观点，并由此建立了一批新的标准化模型。在该报告中，Desimone教授为我们介绍了注意力背景下神经元同步放电，以及注意力网络的因果分析。

视觉环路与注意力

Desimone教授以教室中的一个场景为例，这个场景中有大量的视觉信息，我们如何从中寻找到一个穿粉色衣服的女孩呢？视网膜接收到视觉信息之后，通过LGN中转，逐级传递到V1,V2,V4,TEO,IT以及其他的高级皮层。在整个信息传递的过程中，信息不断被加工处理，最终我们能够找到我们想要寻找的目标。这让我想到了鸡尾酒效应（这种效应相信很多人都经历过，如在喧哗的街道上或者KTV与朋友低声交流等），想象你在参加一个鸡尾酒晚会，身边有人低语，有人高谈阔论，偶尔有玻璃碰杯的声音，远处有乐队在演奏；在这么嘈杂的环境中，你依然能够听到身边的朋友在说什么；这不仅仅是因为你们间的距离近，更重要的是，你将注意力集中在了对方身上。不管是对于视觉信息、听觉信息、或者多种感官信息融合的处理，注意力是一个用来分配有限的信息处理能力的选择机制，让你有选择地将有效的认识资源都用于在一堆嘈杂的信息中寻找目标信息。

基于特征的注意力方式

图1自由视觉搜索任务

Desimone教授团队在前额皮层（prefrontal cortex, PFC）发现一个计算感受野区域内物体和我们寻找的物体的相似性的区域，并将这些信息发送到前额叶视区（frontal eye field, FEF）。训练猴子来完成一个自由视觉搜索任务，这些训练数据是一些自然图片，其中包括脸部照片，而不是简单的颜色和形状，这种实验设计能够增加IT区域有选择性的反应。首先在固定点中央给出一个物体的图像并延时，这幅图像是将要搜索的目标，在延时范围内猴子记住这些目标图片；然后给出8张排列的视觉刺激，其中包括一张目标图片和7个误选项；目标图片和误选项都是通过伪随机算法来选取；当动物注视目标图片超过800ms就视为一次成功的目标搜索并得到奖励（图1）。

图2特征选择与方位选择

在视觉搜索任务中，VPA（ventral prearcuate）细胞对搜索提示的反应具有选择性，并在整个延迟过程和后来的扫视过程中都保持特征选择性，在感受野范围内识别出目标物体的时间比FEF和IT皮层的时间短。VPA区域神经元的失活会损害动物找到目标物体的能力，FEF区域的记录结果也表明特征注意力会消失，但是FEF区域的位置注意力依然存在。这些结果表明，VPA区域的神经元通过特征来计算物体的位置，并将这些信息发送到FEF以引导眼睛向相关的刺激移动（图2）。

在讲座的最后，Desimone教授和在场的老师及同学们就本次讲座内容进行了讨论。讲座在热烈的掌声中圆满结束。

参考文献

[1].  Moran J, Desimone R. Selective attention gates visual processing in the extrastriate cortex. Science. 1985 Aug 23;229(4715):782-4. PubMed PMID: 4023713.

[2].  Desimone R, Duncan J. Neural mechanisms of selective visual attention. Annu Rev Neurosci. 1995;18:193-222. Review. PubMed PMID: 7605061.

[3].  Fries P, Womelsdorf T, Oostenveld R, Desimone R. The effects of visual stimulation and selective visual attention on rhythmic neuronal synchronization in macaque area V4. J Neurosci. 2008 Apr 30;28(18):4823-35.

[4].  Bichot NP, Heard MT, DeGennaro EM, Desimone R. A source for feature-based attention in prefrontal cortex. Neuron. 2015 Nov 18;88(4):832-44. doi: 10.1016/j.neuron.2015.10.001. Epub 2015 Nov 8. PMID: 26526392.