理解意识的生物学基础是神经科学中最神秘、也可以说是最难的问题之一。 

　　有意识的视觉感知一直被认为是研究意识的一种有利形式，因此成为了许多科学研究的对象。尽管对于灵长类视觉系统中各个脑区的功能特异性我们已经有很多了解，但这些神经机制如何协同实现主观上的视觉感知仍有待了解。重要的是，研究感知如何协助更高级的认知功能是全面理解大脑如何产生行为的核心。仔细研究这一神经机制如何产生视觉感知和认知显然也能为更普遍地理解意识是什么这一问题提供洞见。 

　　灵长类大脑中有意识的视觉感知的神经相关物 

　　研究组聚焦于阐明视觉感知的神经基础。我们在让灵长类动物参与心理物理学范式的同时开展研究，在灵长类动物的视觉系统中探究视觉感知的神经底物。这些范式能够在感觉输入不发生变化的情况下诱发感知的波动，这就能够将感觉输入与主观感知分离开来。与此同时，我们使用从多电极阵列到成像的一系列工具探测灵长类动物的大脑，以研究全脑活动模式和介导感知的脑区间的相互作用。我们的目标是从微观（单个神经元）和介观（局部场电位）到宏观（功能性成像），在多时空尺度上审视这个问题。通过结合来源于机器学习和动力系统的分析方法，我们旨在约束计算模型、深入理解实现视觉感知的神经算法。 

　　阐明感知和认知的神经环路基础 

　　前额叶皮层（PFC）等大脑结构被认为在介导认知过程中起关键作用，而认知过程支持着行为的时间组织。因此，大量的认知过程，包括行为规划、任务监控、行动选择和决策都归因于大脑的这个区域。此外，我们之前的工作进一步指出，一些与任务相关的认知过程（试验阶段）和有意识的感知是由PFC中功能性分化的神经元集群分别介导的(Kapoor et al, 2018). 虽然这些认知因素在感知研究中被认为是混淆因素，但它们是促成适当行为的重要组成部分。然而，我们尚不清楚感知现象和认知功能是否存在共同的或分离的神经架构和计算原理。重要的是，PFC 的不同子区域如何与其他大脑区域协调介导如此众多的功能仍然有待了解。为解决这个科学问题，我们设计了其中行为可以被适当分解的感知实验范式，以便对构成行为的认知变量进行系统描述。将这些实验范式与理论方法相结合，有助于理解感知与认知之间的关系，并将感知的神经机制与认知的神经机制分离开来。  

   

071006-神经生物学
0710Z2-计算生物学

意识感知
认知神经机制

2007-02--2016-07   Eberhard Karls University of Tübingen   Neuroscience, 博士
2004-08--2006-07   National Brain Research Centre   Neuroscience, 硕士
2001-08--2004-07   Jamia Millia Islamia University   Biotechnology, 学士

Vishal Kapoor博士是视觉认知神经动力学研究组组长。于2004年毕业于印度国立伊斯兰大学生物技术专业。于2006年在印度国家脑科学研究中心通过开展关于人类动作的抑制性控制的研究获得硕士学位。2007年赴德深造，加入马克斯普朗克生物控制论研究所认知过程生理学系，因为研究前额叶皮层在有意识的视觉感知中作用的工作于2015年以最高荣誉获得德国图宾根大学理学院和医学院授予的神经科学博士学位。此后他继续在马克斯普朗克生物控制论研究所从事博士后研究。Vishal Kapoor博士于2021年11月加入国际灵长类脑研究中心、中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心，成立视觉认知神经动力学研究组，主要研究有意识的视觉感知、认知的神经机制。

   

2021-11~现在, 中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心, 视觉认知神经动力学研究组组长, 研究员
2016-07~2021-10,Max Planck Institute for Biological Cybernetics, 博士后研究人员
2006-08~2006-12,National Brain Research Centre, Neuroscience, 助理研究员

1.      Dwarakanath A * , Kapoor V* , Werner J, Safavi S, Fedorov LA, Logothetis NK, Panagiotaropoulos TI. Bistability of prefrontal states gates access to consciousness. Neuron      (2023) 111, 1666-1683.

2.      Safavi S, Panagiotaropoulos TI, Kapoor V , Ramirez-Villegas JF, Logothetis NK, Besserve M.

Uncovering the organization of neural circuits with generalized phase locking analysis. PLOS Computational Biology (2023) 19(4): e1010983. 

3.      Hartig R, Klink PC, Polyakova Z, Dehaqani MA, Bondar I, Merchant H, Vanduffel W, Roe AW, Nambu A, Thirumala M, Shmuel A, Kapoor V , Gothard KM, Evrard HC, Basso MA, Petkov C , Mitchell AS. A framework and resource for global collaboration in non-human primate neuroscience. Current Research in Neurobiology (2023) 4, 2023, 100079. 

4.      Kapoor V * , Dwarakanath A * , Safavi S, Werner J, Besserve M, Panagiotaropoulos TI, Logothetis NK. Decoding internally generated transitions of conscious contents in the prefrontal cortex without subjective reports. Nature Communications (2022) 13, 1 535 . 

5.      Panagiotaropoulos TI, Dwarakanath A, Kapoor V.      Prefrontal Cortex and Consciousness: Beware of the Signals. Trends in Cognitive Sciences      24 (5), S. 343 - 344 (2020).

6.      Kapoor V , Besserve M, Logothetis NK, Panagiotaropoulos TI. Parallel and functionally segregated processing of task phase and conscious content in the prefrontal cortex. Communication Biology (2018) 1, 215. 

7.      Safavi S * , Dwarakanath A * , Kapoor V , Werner J, Hatsopoulos GN, Logothetis NK, Panagiotaropoulos TI. Non-monotonic spatial structure of interneuronal correlations in prefrontal microcircuits. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (2018) 115 (15) E3539-E3548.  

8.      Safavi S * ,      Kapoor V * , Logothetis NK and Panagiotaropoulos TI.      Is the frontal lobe involved in conscious perception? Frontiers in Psychology      (2014) 5(1063) 1-2. 

9.      Panagiotaropoulos TI,      Kapoor V      and Logothetis NK.      Subjective visual perception: From local processing to emergent phenomenon of brain activity. Philosophical Transactions of the Royal Society London B (2014) 369 (1641) 1-13.   

10.      Panagiotaropoulos TI,      Kapoor V      and Logothetis NK (September-2013).      Desynchronization and rebound of beta oscillations during conscious and unconscious local neuronal processing in the macaque lateral prefrontal cortex. Frontiers in Psychology (2013) 4 (603) 1-10.  

11.      Kapoor V , Krampe E , Klug A , Logothetis NK and Panagiotaropoulos TI. Development of Tube Tetrodes and a Multi-Tetrode Drive for deep structure electrophysiological recordings in the macaque brain. Journal of Neuroscience Methods (2013) 216(1)  4 3 – 48.  

12.      Panagiotaropoulos TI , Kapoor V , Logothetis NK and Deco G. A Common Neurodynamical Mechanism Could Mediate Externally Induced and Intrinsically Generated Transitions in Visual Awareness. PLoS ONE      (2013) 8(1)  1-10. 

13.      Panagiotaropoulos TI  * , Deco G * , Kapoor V      and Logothetis NK. Neuronal discharges and gamma oscillations explicitly reflect conscious visual perception in the lateral prefrontal cortex. Neuron      (2012) 74(5)  924–935 . 

14.      Theodoni P , Panagiotaropoulos TI * , Kapoor V * , Logothetis NK and Deco G. Cortical microcircuit dynamics mediating binocular rivalry: the role of adaptation in inhibition. Frontiers in Human Neuroscience      (2011) 5(145) 1-19.

15.      Ray S, Bhutani N, Kapoor V    and Murthy A . Trans-saccadic processing of visual and motor planning during sequential eye movements. Experimental Brain Research      (2011) 215(1) 13-25.

16.      Kapoor V    and Murthy A . Covert inhibition potentiates online control in a double-step task. Journal of Vision      (2008) 8(1:20) 1-16.

 

（1） Bistability of prefrontal states gates access to consciousness, Neuron, 2023, 第 2 作者
（2） Uncovering the organization of neural circuits with generalized phase locking analysis, PLoS Computational Biology, 2023, 第 3 作者
（3） A framework and resource for global collaboration in non-human primate neuroscience, CURRENT RESEARCH IN NEUROBIOLOGY, 2023, 其他（合作组作者）
（4） Decoding internally generated transitions of conscious contents in the prefrontal cortex without subjective reports, NATURE COMMUNICATIONS, 2022, 通讯作者
（5） Prefrontal Cortex and Consciousness: Beware of the Signals, TRENDS IN COGNITIVE SCIENCES, 2020, 第 3 作者
（6） Nonmonotonic spatial structure of interneuronal correlations in prefrontal microcircuits, PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA, 2018, 
（7） Parallel and functionally segregated processing of task phase and conscious content in the prefrontal cortex, COMMUNICATIONS BIOLOGY, 2018, 
（8） Is the frontal lobe involved in conscious perception?, FRONTIERS IN PSYCHOLOGY, 2014, 
（9） Subjective visual perception: from local processing to emergent phenomena of brain activity, PHILOSOPHICAL TRANSACTIONS OF THE ROYAL SOCIETY B-BIOLOGICAL SCIENCES, 2014, 
（10） Development of tube tetrodes and a multi-tetrode drive for deep structure electrophysiological recordings in the macaque brain, JOURNAL OF NEUROSCIENCE METHODS, 2013, 
（11） Desynchronization and rebound of beta oscillations during conscious and unconscious local neuronal processing in the macaque lateral prefrontal cortex, FRONTIERS IN PSYCHOLOGY, 2013, 
（12） A Common Neurodynamical Mechanism Could Mediate Externally Induced and Intrinsically Generated Transitions in Visual Awareness, PLOS ONE, 2013, 
（13） Neuronal Discharges and Gamma Oscillations Explicitly Reflect Visual Consciousness in the Lateral Prefrontal Cortex, NEURON, 2012, 
（14） Trans-saccadic processing of visual and motor planning during sequential eye movements, EXPERIMENTAL BRAIN RESEARCH, 2011, 
（15） Cortical Microcircuit Dynamics Mediating Binocular Rivalry: The Role of Adaptation in Inhibition, FRONTIERS IN HUMAN NEUROSCIENCE, 2011, 
（16） Covert inhibition potentiates online control in a double-step task, JOURNAL OF VISION, 2008, 

   

（ 1 ） 中国科学院引才计划青年项目, 负责人, 中国科学院计划, 2023-01--2025-12

现指导学生

魏琪昌  硕士研究生  071006-神经生物学