初级视觉皮层中与任务相关表征的几何重塑支持知觉决策

区分两种刺激要求其神经表征能够被下游读出机制彼此分离。这可以通过几何方式实现，即将群体反应在神经状态空间中形成的流形解缠结。此类重组已在联合区和运动区中被观察到，但在皮层信息处理的最早阶段尚未发现。尽管已有研究表明，任务学习会影响初级视觉皮层（V1）中的神经元表征，但群体几何是否也会发生重塑以支持知觉决策，尚不清楚。我们对接受难度逐渐增加的Go/NoGo方向辨别任务训练的小鼠V1神经元群体进行了成像，并对被动观看相同刺激的初始小鼠进行了成像。训练重塑了表征几何，使群体反应具有更好的线性可分性。从最初的反应阶段起，一种静态压缩便使Go和NoGo流形更加紧凑且维度更低；与此同时，一种动态分离过程使二者在整个试次期间进一步彼此远离。这些变化共同提高了流形容量和读出准确率。与初始小鼠相比，这种重组使训练小鼠神经状态空间中的Go-NoGo关系更加稳定。在这种习得的几何结构中，单个试次沿Go-NoGo轴的位置能够预测动物作出相应决策的概率。因此，学习促进了能够输入决策过程的、解缠结且稳定的表征几何结构。

区分两种刺激要求其神经表征能够被下游读出机制加以分离。这可以通过几何方式实现，即将群体反应在神经状态空间中形成的流形彼此解缠结。尽管这种重组已在联合区和运动区中被观察到，但在皮层信息处理的最早阶段尚未发现这一现象。虽然已知任务学习会影响初级视觉皮层（V1）中的神经元表征，但群体几何是否也会发生重塑以支持知觉决策，仍是未知的。我们对接受不同难度Go/NoGo方向辨别任务训练的小鼠V1神经元群体进行了成像，并对被动观看相同刺激的未训练小鼠进行了成像。训练重塑了表征几何，使群体反应在进行线性分离时表现得更好。一种静态压缩使Go和NoGo流形从最早的反应阶段起就变得更加紧凑且维度更低；与此同时，一种动态分离机制使二者在整个试次过程中进一步彼此远离。这些变换共同提高了流形容量和读出准确率。这种重组使得训练动物神经状态空间中的Go-NoGo关系比未训练动物更加稳定。在这一习得的几何结构中，单个试次沿Go-NoGo轴的位置能够预测动物作出相应决策的概率。因此，学习促进了去缠结且稳定的表征几何，并将其输入决策过程。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.29.747961v1?rss=1

🏷️ 初级视觉皮层 神经表征几何 知觉决策 群体神经动力学 流形解缠结