2026年5月13日，PNAS在线发表了题为《视后裂脑区在前庭航向感知中基于半球的解码规则》的研究论文，本研究成果由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）顾勇研究团队完成。该研究通过在执行空间航向分辨任务的猕猴上，施加高时空分辨率的微电流人工写入信号，发现了一种新的神经信息解码规则——“半球同侧化解码”，与传统基于特征的“标记线编解码”模式不同。这种现象为理解外周前庭信息在大脑中枢中的加工和读取方式，及其与视觉整合的机制提供了新的理论依据。

自身运动是动物在自然环境中趋利避害的核心能力，内耳前庭系统在感知和控制自身惯性运动之间的闭环调控过程中起关键作用。已有研究发现，前庭信号广泛分布于多个中枢新皮层区域，例如顶岛叶前庭皮层（PIVC）、内侧颞上区背侧亚区（MSTd）、腹侧顶内沟区（VIP）以及视后裂（VPS）等。这些信号主要编码自身惯性运动，例如前后左右上下的平移加速，或围绕自身轴的旋转（偏航、俯仰，翻滚），然而这些信号如何被下游解码，进而转化为感知决策与运动控制，仍是尚待解决的问题。

研究人员聚焦于猕猴大脑外侧裂后部的‌视后裂（VPS）‌，该区域在人脑中对应后岛叶，临近颞叶与顶叶交汇处（TPJ）。此区神经元不仅响应自身惯性运动，也响应视觉运动，是典型的多感觉整合区域。但与其他多感觉区富含前庭-视觉一致信号不同，VPS的神经元大多编码前庭与视觉关于航向信息的冲突信号，并不利于感知觉整合，因此其功能一直未获清晰阐释。为了解析VPS中前庭与视觉信号的功能，研究人员训练三只猕猴对“前进航向偏左或偏右”进行辨别。同时通过电生理记录发现，VPS神经元的前庭信号在微小区域（直径约300微米）内呈现集群表现：相邻神经元航向偏好一致，比如向左或向右平移，从而为采用微电流精准激活功能相似的神经元群体提供了条件（图一）。

    图一：（A）猕猴视后裂VPS区域的解剖学位置（左），对应于人脑后岛叶PIC（右）。（B）猕猴自身运动航向辨别任务，通过运动平台提供惯性运动（前庭）刺激，和通过屏幕提供视觉运动（光流）模拟真实运动刺激。（C）VPS神经元大多编码冲突的前庭（图例蓝色神经元偏好自身运动向右）和视觉（图例红色神经元偏好自身运动向左）运动方向。（D）中枢前庭信息如VPS脑区神经元呈现特征编码，表征各个方向的自身运动，与所在半球无关。（E）VPS脑区中局部范围内相邻神经元的前庭信号（蓝色）编码较为一致，偏好相似的自身运动方向。（F）一个微电流刺激的位点示例，显示显著改变猕猴的空间航向感知，尤其是在前庭刺激条件下。

微电流刺激实验结果‌显示，在VPS进行微电流（20–30微安）刺激能显著影响猕猴航向判断，证明该脑区神经元直接贡献空间感知，是一种充分因果关系。但令人意外的是，猕猴判断的偏移方向并非受刺激神经元编码的偏好方向所驱动，而是取决于刺激位于左半脑还是右半脑：刺激左侧时航向感知向左偏移，刺激右侧时向右偏移，呈现出清晰的“同侧化”效应。这表明，VPS中的前庭信号解码机制是以半球为参照单位，而非神经元的特征编码方向（无论偏好同侧还是对侧的神经元，其激活均导致感知同侧化偏移）（图二）。

图二：微电流刺激对猕猴前庭空间感知的影响，左图为所有数据汇总，包括3只猕猴6个大脑半球，右图为单独动物的数据。（A）微电流刺激在很多情况下显著改变猕猴自身运动航向判断（填充柱），但其偏移方向不能由所刺激神经元的偏好方向预测（横轴左右对称分布）。（B）微电流刺激引发的猕猴自身运动航向判断偏移方向，可由刺激位点所在的半球预测（同侧化，横轴正向偏移），无论刺激的神经元偏好是同侧化（放大图左列），前后（放大图中列），还是对侧化（放大图右列）。

进一步对照实验‌证实该机制的模态与脑区特异性：

1. 该现象仅在前庭运动条件下出现，视觉条件下无此表现；
2. 该现象仅在VPS脑区观测到，而邻近的PIVC脑区未呈现此特点；
3. 该现象可由施加GABA-A受体激动剂蝇蕈醇局部抑制单侧VPS观测到，但感知方向与微电流刺激引发的偏移方向互补，即对侧偏移。
   

最后，研究人员回答一个看似矛盾的问题：为什么中枢前庭编码为特征（“标记线”），并不依赖于半球，而解码却呈现出依赖半球的同侧化效应？研究者推测该机制源自外周前庭——“双侧内耳的推拉对抗机制”，即左右内耳在前庭信息的采集阶段就已经具备显著的同侧化特性。为此，研究人员进行了‌无创性的耳后电刺激实验（GVS）‌，用于激活外周内耳前庭器官。结果显示，猕猴航向判断同样发生向阴极（激活）侧的同侧化偏移；同时利用较高时空分辨率的功能超声成像与电生理记录证实，GVS阴极侧激活的VPS区域神经活动也在同侧半球最显著。这表明，外周前庭信号传导到中枢后，经过左右脑连接整合，出现不依赖于半球的特征编码偏好，但在解码时，却可依然继承外周前庭的同侧化逻辑。这种同侧化解码规则在VPS等脑区占据主导，但在其他脑区，是否继续主导，还是与特征（“标记线”）解码平分秋色，甚至让位于后者，仍有待未来进一步探索。

综上，本成果通过高时空分辨率微电流刺激等技术方法，‌实证了中枢前庭信号在猕猴视后裂脑区对自身惯性运动感知的充分因果贡献性‌，并揭示了一种基于“半球同侧化”的新解码规则，体现出与编码特征解耦。这项研究不仅深化了我们对中枢前庭信息加工的认知，也为前庭－视觉多感觉整合机制提出新的思考方向，对临床治疗眩晕、空间定向障碍等前庭功能障碍提供了有价值的研究线索。

该研究在中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心顾勇研究员的指导下完成，博士后徐越为该论文的第一作者。该研究获得中国脑计划、临港实验室等的资助。