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2022年5月27日，浙江大学医学院系统神经与认知科学研究所Anna Wang Roe（王菁）教授团队在国际知名期刊《Current Biology》在线发表题为”Functionally specific and sparse domain-based micro-networks in monkey V1 and V2” 研究论文。
王菁
浙江大学系统神经与认知科学研究所所长，教授，博导。王菁博士在哺乳类动物大脑皮层的视觉和躯体感觉信息处理方面的研究领域内享有盛誉，是国际上研究非人灵长类脑成像和神经技术发展方面的学科带头人。
她长期从事神经科学、脑与认知科学等相关研究工作，1984年在美国哈佛大学获得学士学位，1991年在美国麻省理工学院获得博士学位，她在博士期间的工作：重组雪貂的脑神经网络，是大脑发育和可塑性研究的著名范式。王菁博士在1991年加入了美国洛克菲勒大学的Torsten Wiesel研究组，在Daniel Ts'o博士的指导下，使用内源信号光学成像技术研究哺乳类动物初级和二级视皮层的功能结构（1991-1993），并于随后的1993-1995年期间，在美国贝勒医学院继续这类研究。在1996年，王菁博士在美国耶鲁大学医学院神经生物学系开始了她的第一份教职工作。2003-2015年期间，在美国范德堡大学担任心理学系、放射科学系和生物医学工程系的联合聘任教授。曾主持多项美国NIH项目，以第一作者或通讯作者发表了IF>5的高影响因子文章（如Science、Nature Neurosci、PNAS、Neuron等国际顶尖杂志）28篇，拥有多项授权的美国发明专利，担任NIH基金评委、多个神经领域国际主导杂志的编委和编审人员。2014年，成立系统神经与认知科学研究所，致力于将不同学科的优势结合，通过跨学科的交流推动神经科学的前沿发展。2016年，鉴于Anna Wang Roe教授在生命科学领域的突出贡献，入选美国科学促进会会士（AAAS Fellow）。
猕猴大脑皮层由约109个神经元组成，这些神经元构成了约105个功能柱结构，每个功能柱结构中包含了约104个神经元。先前的解剖学证据表明，某一个功能柱内的神经元（这些神经元具有相似的功能特异性，例如偏好某一颜色、朝向、运动方向、深度信息等）倾向于与其他具有相同功能特性的功能柱产生连接。研究团队提出假设，认为这些相互连接的功能柱组成了大脑中的“柱状结构微网络”，而这些微网络可被视为视皮层中连接的基本单元。
为了验证这一假设，研究团队采用了一种能够在体研究功能柱尺度下功能连接的方法。具体而言，研究团队开发了一种局部电刺激方法。利用该方法激活单个功能柱，并通过内源信号光学成像，找寻到皮层中与刺激位点存在连接的其他功能柱。当刺激猕猴视皮层V2区时，研究团队发现在皮层中确实普遍存在一种“柱状结构微环路”，这些环路可以整合局部区域内（如V2内部）以及区域间（V2和V1之间）信息。它们普遍存在于处理颜色和朝向信息的网络中。此外，研究团队发现，移动电极位置，连续刺激皮层中的不同位点，会导致激活的微环路随着刺激位点的变化而改变（如图1所示）。
图1. 基于电刺激结合内源信号光学成像得到的皮层内功能拓扑连接。依次刺激皮层上相邻的位点（A），对应的连接位点也会随着刺激位点的移动而发生位移(B-D)。
基于这些数据，研究团队提出了这样一种观点，即大脑中存在一些基本的微网络单元（它们在不同的视觉感知功能中是共通的），而大脑的主要框架则是建立在这些基本的微网络单元之上。这些发现增进了我们对灵长类大脑中网络结构的认识。
图2. 常见的柱状结构微网络。刺激（黄色闪电）猕猴V2的单个功能柱（黑点）激活的微网络。颜色功能柱相关网络：红色箭头。朝向功能柱相关网络：蓝色箭头。插图：猕猴大脑
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