研究人员展示了愿景如何依赖于大脑活动的模式

研究人员展示了愿景如何依赖于大脑活动的模式
Salk科学家展示了视觉神经元如何编码时间动态信息。以前认为视觉神经元通过求解静态时间窗口内的动作电位数来编码信息。这种表示是固定的,就像一个看似与上面的汽车碰撞的动物的照片。新的研究表明,神经元更加动态,捕获与定时相关的更多信息,使它们能够揭示关键的上下文信息(类似于下面的短视频,显示出扭转和避免下面的汽车碰撞)。

视觉假肢或仿生眼睛很快就会成为现实,因为研究人员在重新激活了受到失明的人们的人们的大脑中重新激活大脑的部分。

据传统思想称,在神经元的电气活动中,在脑细胞弥补脑细胞的基本代码中,导致的“尖峰”的数量。但神经元不断加速并减慢其信号。Salk Institute科学家展示了一项新的研究表明,能够看到世界依赖于一窗口的尖峰数量,而是那些尖峰的时机也是如此。

“在愿景中,事实证明,随着时间的推移,神经元活动模式中存在大量信息,”教授John Reynolds,该研究的Fiona和Sanjay JHA椅子在神经科学的高级调查员和持有人。“增加计算能力和新的理论前进现在使我们能够开始探索这些模式。”该研究于2016年8月4日公布了在杂志中神经元

人脑容纳一系列广泛的神经元网络,负责从简单的形状中看到一切 - 与水平或垂直边缘的某些神经元群体,例如 - 复杂的刺激,例如面部或特定的地方。Reynolds的团队专注于一个名为V4的视觉大脑区域,位于大脑的视觉系统中间,识别轮廓。V4中的神经元对定义物体边界的轮廓敏感,并且有助于我们识别形状,而不管其在太空中的位置。但雷诺兹和博士后研究员Anirvan Nandy发现于2013年该v4更复杂:该地区的一些神经元仅在视野中的指定点内关注轮廓。

信贷:Salk Institute

这些发现引导了团队想知道V4的活动代码是否可能更为细微,不仅在空间中的视觉信息,而且还及时。“我们没有看到我们周围的世界,好像我们正在寻找一系列照片。我们实时地生活和看看我们的神经元捕获,”Nandy说,新论文的领先作者说。

科学家与Salk理论家合作Monika Jadi在计算机代码中创建他们所谓的“理想观察者”。通过访问仅访问大脑数据,计算机将解密 - 或至少猜测 - 已经看到的运动图像。一个版本的理想观察者可以访问次数触发,而其他版本可以访问尖峰的完整时间。实际上,与更基本的观察者相比,后者观察者能够猜测图像两倍多。

更好的方式来记录和刺激大脑,更好的理论建模努力,使这些新发现能够。现在,小组计划不仅可以观察V4,而是通过通过尖端技术使用光激活它,称为Optimetics。这是雷诺兹说,就像采取视觉系统旋转。它将帮助他们更好地了解模式的关系以及如何察觉世界,可能为更先进的视觉假肢奠定基础。


进一步探索

神经连接映射出前所未有的细节

更多信息:猕猴区V4中的神经元用于复杂的时空模式,神经元dx.doi.org/10.1016/j.neuron.2016.07.026.
信息信息: 神经元

所提供的索尔克研究所
引文:研究人员展示了愿景如何依赖于大脑活动模式(2016年8月4日)从HTTPS://MedicalXpress.com/news/2016-08-vision-patterns-brain.html检索到2021年5月21日
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