我们的大脑在一块比信用卡大不了多少的大脑皮层上绘制了视觉世界的地图。这些地图通过具有圆形感受野的神经元输入来采样空间位置，这些感受野对位置、极性和眼睛的反应不同。增加视觉点的数量可以改善视觉采样，但也需要更大的皮层区域和更大的大脑。
地图在科学进步中发挥了重要作用。克劳迪斯·托勒密用他的地球图改变了我们对世界的理解第谷·布拉赫用他的恒星图改变了我们对宇宙的理解。克劳迪亚斯·加莱纳斯、列奥纳多·达·芬奇和安德烈亚斯·维萨里乌斯的人体图谱为现代医学铺平了道路，人类大脑图谱的最新进展帮助我们更好地了解我们是谁。我们的大脑有多个地图，需要这些地图来计划我们的行动，导航我们的环境，并通过我们的感官感知世界。我们对视觉世界的脑图进行了非常详细的研究，这为我们了解其他脑图的形成、组织和功能提供了机会。过去几十年的深入研究表明，大脑皮层初级视觉区域的地图包含多个刺激维度的复杂表征，包括空间位置、眼睛输入、明暗极性、方向和宽度。例如，本页中大写的“I”在初级视觉皮层中被映射为“位置[x, y]，双眼，深色，垂直，细长”。
在一小块皮层中绘制我们的视觉世界是一项挑战。值得注意的是，灵长类、食肉动物和scandentia等不同物种似乎遵循一个共同的策略，所有地图刺激方向在一个风车模式。在即将发表在《自然通讯》(Nature Communications)上的一篇新论文中，科学家们提出了一种理论，解释了自然界视觉地图的多样性和定向地图中风车图案的起源。该理论提出，地图多样性产生于视觉空间的采样密度的变化。在进化过程中，随着采样密度的增加，大脑皮层接收到更多的神经元输入，这些神经元输入被容纳在更大的大脑皮层区域。较大的皮层区域允许将神经元输入按簇分类，这些神经元对相同的刺激属性做出反应:相同的视觉点，相同的眼睛(左或右)，相同的对比极性(亮或暗)。它们还允许输入结合成皮层神经元簇，最大限度地从每个视觉点提取刺激的多样性。这个最大化过程为刺激导向创造了一个风车式的模式。
我们距离获得人类大脑的精确图谱还有很长的路要走，但是拥有一个大脑图谱形成的理论是迈向这一里程碑的重要的第一步。作者提出的理论仍然需要通过时间的检验，但它已经可以解释大量的实验观察。它还预测了视觉地图中所有刺激维度之间的密切地形关系，这大大方便了未来皮质植入物所需的多维地图的精确重建。这项工作是由索拉博·纳贾菲安和他的合作者在纽约州立大学视光学院的约瑟·曼努埃尔·阿隆索的实验室完成的。它将于美国东部时间4月28日早上5点在《自然通讯》上发表(通知:新闻禁令将于此日期和时间取消)。