中脑上丘在对外界刺激的定位和控制头、眼和上肢等的朝向反应中起着重要作用,上丘中深层受到来自视觉、听觉和触觉信息的投射,可对多种感觉信息进行整合。以往在上丘进行的多感觉整合和刺激空间定位研究,大多在麻醉动物上进行,因此我们仍不清楚在动物清醒且完成任务的状态下,上丘如何对外界的刺激进行空间方位编码以及如何对来自不同空间方位的刺激进行整合?为了探究上述问题,我们首先训练动物完成听、视以及听-视组合刺激的空间定位任务,动物需要分辨刺激来自于左侧还是右侧（左、右30°）,同时采用多通道电极在体记录技术,记录上丘中深层神经元的反应。研究结果显示,与消极状态（清醒但是不完成任务）相比,在完成任务时有更多的上丘神经元展现出对刺激空间位置的分辨（即对来自一侧空间方位刺激的反应要明显好于另一侧空间方位）,它们中的绝大部分偏好于来自对侧（记录侧上丘对侧）空间的刺激;相比听刺激和视刺激,有更多的神经元表现出对听-视组合刺激的空间分辨。进一步研究显示,对组合刺激空间方位分辨的增强与上丘神经元的差异化整合模式密切相关（即对记录上丘对侧的组合刺激采用整合增强的模式,而对同侧组合刺激采用较弱或无整合增强,甚至抑制性整合）,这种差异化整合导致了神经元对两侧组合刺激的放电反应的区分度增大,进一步促进了其对不同方位多感觉刺激的分辨,并且这种差异化整合不仅局限于训练的空间位置,还扩展到对其它空间方位的组合刺激分辨。我们的研究还揭示,在完成任务时的上丘神经元的空间调谐性明显增强。研究结果极大地促进了我们对上丘在空间方位分辨以及在多感觉信息整合中的作用了解。