▷图1：研究所采样的实验设计示意图。

为了厘清预测误差信号的性质，研究人员设计了进一步的实验来区分不同的选项。这些实验显示，至少在 V1 的单个神经元水平上，感觉预测误差信号所含的关于实际输入与预测之间差异的信息，少之又少。

接下来，他们测试了预测误差信号是是直接反映实际的视觉输入，还是表达了某种非特异性的惊讶感或与运动相关的信息。结果表明，大多数神经元只对其中一种意外刺激作出了强烈反应，而对另一种则反应平淡，显示出对刺激特征的高度特异性。这揭示了预测误差信号在处理意外视觉信息时，不仅识别出了这些信息的特定特征，还放大了对这些特征的响应，从而增强了我们对未预料事件的感知。

此外，研究人员还发现，除了视觉驱动的神经元外，一部分非视觉响应的神经元也被预测误差所招募，这些神经元的反应也是高度刺激选择性的。

为了理解大脑如何在视觉皮层中产生这种对意外感官输入的放大，研究团队使用了光遗传学的技术来灭活或激活不同组的神经元。他们发现了两组在视觉皮层中产生预测误差信号非常重要的神经元：在 V1 中表达血管活性肠多肽（VIP）的抑制性中间神经元，和一个称为丘脑枕的丘脑脑区。丘脑枕整合了来自许多新皮层和皮层下区域的信息，并与 V1 紧密相连。

当小鼠面对新奇而陌生的视觉刺激时，这些VIP神经元反应激烈，但随着相同刺激的重复出现，其反应强度逐渐减弱。这种反应的减弱与大脑逐渐停止产生预测误差信号的过程平行发生，暗示着VIP神经元的激活与抑制可能在V1中预测误差信号的产生存在因果关系。

▷图3：a, 双光子成像记录的实验设计；b, 所有记录的 VIP 细胞的单细胞层面对意外刺激的响应e, 实验设计，记录 VIP 细胞在视觉刺激呈现期间光遗传学沉默时V1 第 2/3 层细胞的钙活性；f, V1 神经元的顶部、细胞和试验平均反应对呈现的视觉刺激有显著反应。