物理科技生物学-PHYICA

当熟悉的物体变得模糊时,大脑如何感知它们

医学研究 2022-07-09 21:51:58

我们可以感知熟悉的物体,即使它们变得模糊不清(A)

在反复遇到物体后,初级视觉皮层中的一部分神经元对低对比度的视觉刺激表现出强烈的反应

这些低对比度偏好神经元实质上有助于低对比度视觉信息的呈现,确保对具有对比度变化的熟悉物体的一致感知(B)

信用:木村理恵 NIPS的研究人员探索了大脑神经元的机制,这种机制允许人们感知熟悉的图像,即使它们是模糊的

他们发现,在重复经历后,执行视觉方向辨别任务的大鼠中,对低对比度而非高对比度视觉刺激做出反应的神经元数量增加了

这些神经元在正确选择试验中比不正确选择试验中表现出更强的活性

这些神经元有效地代表了低对比度刺激

因此,V1活动中的低对比度偏好可能有助于改善低对比度视觉辨别

物体的外观经常会改变

例如,在昏暗的夜晚或雾中,物体的对比度会降低,从而很难区分它们

然而,在反复遇到特定的物体后,即使它们变得模糊不清,大脑也能识别它们

造成低对比度熟悉物体感知的确切机制仍然未知

在初级视觉皮层(V1),大脑皮层中专门处理基本视觉信息的区域,视觉反应被认为直接反映了外部输入的强度

因此,高对比度的视觉刺激引起强烈的反应,反之亦然

在这项研究中,木村理恵和马伊娜·吉村发现,在大鼠中,重复经历后,优先对低对比度刺激做出反应的V1神经元数量增加

在这些神经元中,低对比度视觉刺激引起更强的反应,而高对比度刺激引起更弱的反应

当老鼠正确感知低对比度的熟悉物体时,这些偏好低对比度的神经元表现出更明显的活动

在科学进展首次报道了V1的低对比度偏好以一种依赖于经验的方式被加强,以很好地表示低对比度视觉信息

这种机制可能有助于感知熟悉的物体,即使它们是模糊的

木村说:“这种灵活的信息表达可能会让人们对熟悉的物体产生一致的感知,而不会有任何反差。”

“我们大脑的灵活性使我们的感觉有效,尽管你可能没有意识到这一点

一个人工神经网络模型不仅可以通过结合高对比度-偏好神经元,通常认为直到现在,还可以通过结合低对比度-偏好神经元,这是本研究的主要焦点,来再现人类的感觉

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