神经途径对于最重要的对象识别至关重要

神经途径对于最重要的对象识别至关重要
MIT researchers used an object recognition task (e.g., recognizing that there is a “bird” and not an “elephant” in the shown image) in studying the role of feedback from the primate ventrolateral prefrontal cortex (vlPFC) to the inferior temporal (IT) cortex via a network of neurons. In primate brains, temporally blocking the vlPFC (green shaded area) disrupts the recurrent neural network comprising vlPFC and IT, inducing specific deficits and implicating its role in rapid object identification. Credit: Kohitij Kar; brain image adapted from SciDraw

麻省理工学院研究人员已经确定了一个重要的大脑途径,使灵长类动物毫不费力地识别其视野中的对象。该研究结果丰富了视觉感知所涉及的神经电路的现有模型,并有助于进一步解开用于在灵长类大脑中解决对象识别的计算码。

由Kohitij Kar领导的麦戈尔恩大脑研究和脑和认知科学系的麦戈尔恩研究所,这项研究看着一个叫做的地区(vlpfc)向下时间(IT)发送反馈信号通过神经元网络。本研究的主要目标是测试该电路的前后信息如何处理 - 即,这是-对快速是至关重要的在灵长类动物中识别。

目前的研究,发表在神经元和可用的,是Kar和James Dicarlo发布的先前工作的后续工作,彼得德波雷斯神经科学教授,麻省理工学院的大脑和认知科学部门负责人,以及McGovern Institute的调查员以及大脑,思想和机器的中心。

猴子与机器

2019年,Kar,Dicarlo和同事发现,灵长类动物必须在快速上使用一些经常性电路。该研究中的猴子受试者能够比设计的“前馈”计算模型更准确地识别物体,称为深度卷积神经网络,缺乏反复电路。

有趣的是,与猴子相比,模型在物体识别方面表现不佳的特定图像,在猴子的大脑中也需要更长的时间来解决——这表明额外的时间可能是由于大脑的反复处理。然而,基于2019年的研究,目前仍不清楚到底是哪一种循环回路导致了it皮层的信息延迟增强。这就是目前这项研究的进展。

“在这项新的研究中,我们想知道:它来自哪里的经常性信号在哪里?”卡尔说。“哪个区域互相连接到它,在功能上是这种经常性电路的最关键部分?”

为了确定这一点,研究人员使用药理剂暂时阻止猕猴的部分中的活动,同时他们从事物体歧视任务。在这些任务期间,猴子观看了包含物体的图像,例如苹果,汽车或狗;然后,研究人员使用眼踪来确定猴子是否可以正确指示他们在给定两个对象选项时先前查看的对象。

“我们观察到,如果您使用药理学代理人部分灭活VLPFC,那么猴子的行为和IT皮质活动都会恶化,但对于某些特定图像,更多所以。这些图像与我们在前一项研究中识别的相同的行为Kar说,被“前锋”模型的模型很差,并在猴子的IT皮层中解决了更长时间。“

“这些结果提供了证据表明,这种经常连接的网络对于快速的对象识别至关重要,我们正在学习的行为。现在,我们更好地了解完整电路如何布局,以及其中的主要内部神经组件是什么行为。”

题为“通过腹侧前额定皮层快速复发处理的全部研究是由鲁棒核心视觉对象识别的灵长类腹部流来需要,”将在2011年1月6日的印刷品中运行。

“本研究展示了前额叶皮质电路以非常特定的方式自动提升物体识别性能的重要性,”Dicarlo说。“这些结果是在非人的灵长类动物中获得的,因此很可能与人类视力相关。”

本研究明确了在快速对象识别期间VLPFC与灵长类腹部视觉皮质之间的复发连接的积分作用。结果将有助于设计未来研究的研究人员,旨在制定准确的模型以及寻求发展更为像人工智能的研究人员。


进一步探索

对于更好的深度神经网络视觉,只需添加反馈(循环)

更多信息:Kohitij Kar等。灵长类动物腹部流是强大的核心视觉物体识别所需的ventrololeateral prefortal皮层的快速复发处理,神经元(2020)。DOI:10.1016 / J.NEURON.2020.09.035
信息信息: 神经元

所提供的麻省理工学院
引文:神经途径对于成功的激烈对象识别至关重要(2020,10月21日)从//www.pyrotek-europe.com/news/2020-10-neural-parware-crucial-celfesful-rapid.html
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