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唯你健康
研究探索大脑如何对视觉物体进行编码
发布时间: 2013-08-30     来源: www.medicalnewstoday.com
睁开我们双眼,看看面前充满物体的世界,这可能是我们认为理所当然的举动。然而仅仅是让我们看一朵花,一支钢笔,我们孩子的面孔,我们大脑就不断进行一个巨大的分析。我们脑中究竟哪个区域使得形状转化成意义?由第里亚斯特城意大利国际高等研究院Dzvide Zoccolan协调的科学家团队,与都灵理工大学Riccardo Zecchina领头的团队(2008/2009年圣保罗银行基金会赞助的年度神经学计划内)相互合作,研究了准确位于视觉和语义分析的中间的独特区域,清楚地显现出其功能。该研究刚刚发表在《PLoS计算生物学》。
前颞下皮层在大脑感官视觉区域是最先进的,在负责更高等级认知功能的其他大脑区域处理信息之前,是专门处理我们视网膜所形成图像的最后一站。或者至少这是大多数科学家一直臆断的,直到几年前,2007年和2008年的两项研究对这些理论提出质疑,暗示前颞下皮层可能隐含视觉对象的语义加工功能。
换句话说,直到那时科学家都认为这些大脑区域主要根据它们的视觉特性(例如形状)代表物体对象,而新的研究声称这些对象的含义在这种情况下有主导功能。
几年前Zoccolan分析过他收集的关于灵长类动物的电生理数据,当时他正在波士顿麻省理工学院James DiCarlo实验室中工作。数据经不同的机器学习计算技术处理,包括最近由Zecchina团队开发的聚类算法。这样的分析方法有助于核实前颞下皮层根据层级对物体的分类究竟是基于形状的相似性还是含义的相似性。简而言之,我们可以问问自己,对前颞下皮层来说一个橘子看起来更像是孩子玩耍的皮球(它们都是圆的)还是更像一个香蕉(它们都属于“水果”类)。
“我们的数据表明人们对大多数物体是根据视觉上的相似性进行分类,而语义部分似乎只在特殊物体的分类上体现强烈:四条腿的动物,”Zoccolan解释说。“传统的前颞下皮层模型,被认为是主要负责视觉信息编码的区域,这仍然是正确的,尽管我们的研究没有排除某些与灵长类相关的语义分类概念也可能在这里表示。”
“除了确定这点以外,我们还观察到一些意想不到的事”,Zoccolan补充说。“前颞下皮层一直以来被认为是复杂信息的处理站,”他解释说,“基本上,视觉信息处理最先进阶段,物体在这里得以明确分类,这意味着复杂物体的整个结构被编码,而不是它们单独部分。我们观察到的却是前颞下皮层保留也是一个‘原始的’,低水平的编码,例如物体的颜色是暗是亮,是大是小等等。这基本上是一个创新的假设,能改变我们以前对前颞下皮层区域功能的解释。”
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