小鼠的学习技能可帮助研究人员查明存储获得知识的大脑区域

是伦勃朗还是vermeer?对于外行人来说,通过这两个古老的大师区分绘画通常是具有挑战性的。另一方面,对于专家的训练有素的眼睛,这一点并不困难。Max Planck神经生物学研究所的科学家现已证明,小鼠也可以成为将图像分为类别的专家。研究表明,类别知识的一部分已经存在于早期视觉区域,突出了如何在整个大脑中存储这种语义记忆。
语义记忆是专家知识的商店
成功的关键是实践。艺术专家日复一日地看数百幅画。他们逐渐发展出一种在歧视中发挥作用的功能的感觉。这种感觉不过是获得的知识,它存储在他们的语义记忆。这类记忆包含所有与特定体验无关的抽象信息:例如,Vermeer是荷兰画家的总体事实 - 与他们首次看到Vermeer绘画的确切记忆相反。
但是,迄今为止,我们对语义记忆如何存储在大脑中知之甚少。Pieter Goltstein,与MarkHübener在Tobias Bonhoeffer部门合作的神经生物学家,他解释说:“要研究如何存储此类信息,我们首先需要知道在大脑中找到它。我们提出了这个想法来提出的想法老鼠一项与艺术专家类似的任务,并测试动物是否也可以获取如此复杂的知识。”
小鼠成为分类的专家
彼得·戈尔特斯坦(Pieter Goltstein)与桑德拉·雷纳特(Sandra Reinert)一起展示了小鼠不同的条纹图案图片,它们必须分为两类。为此,动物必须权衡条纹的不同方面,并包括其宽度和方向。
令人惊讶的是,在初始学习阶段之后,小鼠在将模式分类为正确的类别时毫无麻烦。他们已经成为专家,并且可以轻松地将他们新学习的类别知识应用于他们在学习过程中尚未看到的模式中,从他们存储为语义信息的类别功能中脱颖而出。
视觉皮层有助于分类
但是是已经存储在视觉皮层,视觉刺激到达并代表的地方?还是仅在许多初始处理步骤之后才能在某些较高的大脑区域中找到?
科学家使用了一个小技巧来回答这个问题:因为神经元在视觉上皮质他们对特定位置的视觉刺激有反应,他们最初使用仅在视野的一部分中显示的条纹模式训练了小鼠。这样,只有在这些动物中训练了一组特定的神经元。当研究人员随后将模式转移到另一个位置,因此由不同的神经元处理刺激时,小鼠也无法再分类了。灭活视觉皮层导致类似的结果。总之,这些结果表明,视觉皮层中的神经元参与类别学习的任务。
语义记忆的签名已经在视觉皮层中找到
与类别培训的同时,科学家能够反复测量许多神经元的活动并确定学习过程中的变化。有趣的是,在学习过程结束时,视觉皮层的某些区域在区分类别方面变得更好。该研究的高级作者马克·赫贝纳(MarkHübener)解释说:“这些地区的神经元获得了两种输入。它们对特定的视觉刺激做出了反应,当鼠标将图像分为正确的类别时,它们也会收到信息。这允许这允许神经元识别重要视觉刺激与类别有关,并增强他们对它们的反应。”
因此,视觉皮层中的神经元能够在学习过程中调整其反应。不仅如此:分析数据,即视觉皮层的一个区域,称为POR,特别是脱颖而出。在那里,研究人员发现了存储的抽象类别信息的迹象。因此,该研究跟踪了抽象学习已经从视觉处理的第一个级别开始。
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