精確判斷機(jī)體自身在空間中的運(yùn)動狀態(tài)對于生物體在這個自然環(huán)境中的生存至關(guān)重要，這是一個涉及多種感知覺信息整合的過程，為此本課題組結(jié)合心理物理行為，在體電生理記錄和操控，計算模擬等多種技術(shù)手段在非人靈長類獼猴上研究大腦是如何通過整合前庭平衡覺與視覺光流信號來提高空間感知的精度。具體來說，我們在實驗室里訓(xùn)練獼猴分辨自身運(yùn)動的前進(jìn)方向，我們發(fā)現(xiàn)對比于單種信息的條件，同時提供視覺和前庭信息能顯著地提高獼猴分辨前進(jìn)方向的精度，并且其提高的程度與貝葉斯統(tǒng)計推理的最優(yōu)化整合預(yù)期相符，表明獼猴和人類均采取類似的策略最大程度地利用多感知覺信息。我們在獼猴做認(rèn)知決策任務(wù)的同時，還同時記錄大腦中多個皮層腦區(qū)的神經(jīng)元電活動，或人為地干擾這些電活動（如微電流刺激、藥物失活、光遺傳操控、電場、超聲等），從而建立特定腦區(qū)與獼猴空間感知之間的因果關(guān)系。目前實驗室主要有以下幾個研究焦點：
內(nèi)耳前庭系統(tǒng)的功能
研究表明，內(nèi)耳前庭系統(tǒng)除了維持機(jī)體平衡與姿勢控制外，也在空間定向和定位中發(fā)揮著重要作用，尤其是近年來發(fā)現(xiàn)前庭信號在大腦皮層中廣泛分布，提示這些信號很可能參與空間感知中的高級功能。我們系統(tǒng)地研究前庭信息，從外周耳石器和半規(guī)管，到大腦中樞，其時間和空間的神經(jīng)生理特性，以及如何參與和貢獻(xiàn)機(jī)體對自身在環(huán)境中的感知。
前庭與視覺信息的整合機(jī)制
近年來發(fā)現(xiàn)大腦感覺皮層中的多個區(qū)域（如背側(cè)視覺通路的MSTd和VIP 等）均存在可靠的前庭與視覺運(yùn)動信號，提示這些信號會發(fā)生相互作用。我們通過單電極與多電極陣列記錄在這些腦區(qū)中，單個神經(jīng)元和集群神經(jīng)元對單模態(tài)與多模態(tài)運(yùn)動刺激的反應(yīng)，研究其可能介導(dǎo)獼猴行為層面上多模態(tài)感知覺信息整合的神經(jīng)機(jī)制。
多模態(tài)感知覺信息決策的神經(jīng)機(jī)制
在高等動物中，來自感覺皮層的各種感知覺信息往往會進(jìn)一步傳遞到更高級的皮層區(qū)域，進(jìn)行感覺-運(yùn)動的轉(zhuǎn)換，最終優(yōu)化決策的形成和運(yùn)動行為的輸出。我們在獼猴的后頂葉、前額葉與紋狀體等區(qū)域記錄決策相關(guān)神經(jīng)元對前庭與視覺信息的證據(jù)累積過程，研究大腦如何在復(fù)雜環(huán)境中，有效地整合不同感知覺信息，從而達(dá)到趨利避害的目的。
研究組組長;高級研究員
