前額葉皮層如何重塑視覺：MIT最新研究深度解析

「大腦前額葉皮層（PFC）並非以單一方式影響視覺，而是透過不同次區域發送客製化的訊號到視覺皮層和運動皮層，調整它們的操作，而調整的依據是個體清醒程度、活動狀態等內在條件。」── MIT Picower Institute 最新研究

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#客製化訊號傳遞：前額葉皮層的角色

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長久以來，我們知道前額葉皮層（Prefrontal Cortex, PFC）扮演著認知功能中樞的角色，負責決策、計畫、和工作記憶。但MIT Picower Institute 最新研究揭示了PFC一個更為精細且客製化的功能：它會針對視覺皮層（VISp）和運動皮層（MOp）發送不同的訊號，根據個體的清醒程度和活動狀態，動態地調整視覺信息的處理。這種客製化訊號傳遞，代表大腦並非以單一方式處理所有訊息，而是會針對不同情境，調整資訊處理的策略。 想像一下，在昏昏欲睡的狀態和高度警覺的狀態下，我們對周遭環境的感知是截然不同的。這正是PFC所調控的結果。

雙重調控機制：ORB 與 ACA 的拮抗作用

研究進一步發現，PFC 內部的兩個次區域，眶額葉皮層（Orbitofrontal Cortex, ORB）和前扣帶皮層（Anterior Cingulate Area, ACA），以截然不同的方式影響視覺皮層。ACA 主要負責增強視覺表徵，提高視覺訊息的清晰度，而ORB則傾向於降低視覺清晰度。 這種雙重調控機制，如同一個精密的平衡系統，確保大腦既能接收到清晰的視覺訊息，又不會被過多的訊息淹沒。在不同情境下，ACA和ORB的活動會相互制衡，達到最佳的視覺處理效果。 舉例來說，當我們在尋找隱藏在複雜背景中的目標時，ACA會增強目標的視覺表徵，使其更加突出；而當我們處於高壓環境下，ORB則會降低不相關的視覺訊息，避免大腦超載。

清醒程度的影響：ACA 與 ORB 的動態變化

清醒程度是影響PFC活動的重要因素。研究顯示，當個體處於清醒狀態時，ACA 會更加活躍，進一步增強視覺表徵。然而，當清醒程度達到非常高的水平時，ORB 才會開始發揮作用，降低視覺清晰度。 這種動態變化，反映了大腦對不同清醒程度的適應。在清醒狀態下，我們需要更清晰的視覺訊息來應對複雜的環境；而在高度警覺的狀態下，大腦則需要過濾掉不重要的訊息，以專注於關鍵目標。 這種現象與壓力下的tunnel vision效應有些類似，在極度壓力下，個體能感知到的環境細節大幅減少，以便專注於當前威脅。

運動狀態的影響：PFC 如何協調視覺與運動

除了清醒程度，運動狀態也是影響PFC活動的重要因素。研究發現，PFC 會向運動皮層發送關於運動速度的訊息，同時也會向視覺皮層發送關於是否運動的訊息。這種協調作用，確保視覺訊息與運動行為能夠同步進行。 想像一下，當我們在跑步時，視覺訊息會幫助我們判斷前方的路況，而PFC則會根據我們的運動速度，調整視覺訊息的處理方式，讓我們能夠更有效地避開障礙物。

精細的連結模式：ACA 與 ORB 的細胞類型與空間模式

為了實現精細的調控，ACA 和 ORB 與視覺皮層和運動皮層中的不同細胞類型和空間模式連結。具體來說，在視覺皮層中，ACA 主要與第6層的細胞連結，而 ORB 則主要與第5層的細胞連結。 這種精細的連結模式，使得 ACA 和 ORB 能夠針對不同的目標區域，發送特定的訊號，實現更為精確的調控。我們可以透過搜尋學術期刊資料庫，如PubMed、Web of Science等，找到更多關於不同腦區連結模式的研究。

抑制特定路徑的影響：前額葉皮層的因果關係

為了驗證 PFC 對視覺訊息編碼的具體影響，研究人員暫時抑制了 ACA 和 ORB 到視覺皮層的路徑。實驗結果顯示，抑制這些路徑會顯著影響視覺皮層神經元的反應，進一步證明了 PFC 在視覺處理中的因果關係。 這個實驗設計，為我們理解 PFC 如何調控視覺訊息提供了重要的證據。透過抑制特定路徑，研究人員得以觀察 PFC 對視覺皮層的直接影響，從而揭示了 PFC 在視覺處理中的關鍵作用。

總而言之，這項研究揭示了前額葉皮層在視覺處理中扮演的精細且多樣化的角色。它不僅驗證了 PFC 在認知功能中的重要性，也為我們理解大腦如何根據內在狀態和環境變化，動態調整訊息處理策略，提供了新的視角。對於台灣的學者與研究生而言，這項研究不僅具有學術價值，也為未來的研究方向，例如開發新型的認知訓練方法或治療神經精神疾病的策略，提供了新的啟發。

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Picower Institute at MIT. (2025, November 30). Scientists discover a hidden
brain circuit that rewrites vision. ScienceDaily. Retrieved November 30, 2025
from www.sciencedaily.com/releases/2025/11/251130050715.htm\n—\n Story Source:
Materials provided by Picower Institute at MIT. Note: Content may be edited for style and length.