迈克尔·杰克逊(Michael Jackson)在音乐录影带“黑白与白色”期间从豹转变为人类的经典转变可能是有充分理由首次观看的。现在,神经科学家使用了类似的破坏性技巧来显示大脑如何在变化条件下识别对象。
他们的新实验成功地训练了猴子的大脑,以模糊两个物体之间的区别 - 达尔马提亚狗的形象和犀牛图像。这样的结果提供了迄今为止大脑如何依赖时间相关图像序列的最有力的证据识别对象。
麻省理工学院神经科学家詹姆斯·迪卡洛(James DiCarlo)说:“不要将视觉系统明确地学习对象差异。” “相反,将视觉系统视为明确学习,以分组可能来自相同来源的图像。”
通常可以摆脱这样一个假设,即图像又一个接一个地出现的图像(例如翻转书)属于同一来源。研究人员怀疑该学习过程称为“时间连续性”,训练大脑以从不同的距离,不同角度以及在光线和阴暗的情况下识别物体,例如人类。
令人困惑的猴子
麻省理工学院的大脑研究人员兼研究作者DiCarlo和Nuo Li决定通过故意混淆学习过程来测试该理论。他们的工作在9月23日的《神经元》杂志上详细介绍。
该研究监测了大脑下颞皮层中脑细胞之间活动的峰值 - 该区域涉嫌具有与对象识别。两只恒河猴是测试对象,因此研究人员可以复制他们的实验结果。
两只猴子都看着达尔马提亚狗的形象在计算机屏幕上变得更大或更小,好像接近或远离视图一样。当狗在屏幕上变大时突然变成犀牛时,这种转折就出现了。
暂时的连续性响应被证明是如此强大,以至于在观看几百个观看后重塑了大脑活动模式。通常根据大型达尔马提亚图像发射的脑细胞最终开始看到活动峰值还响应大犀牛图像。一些人完全切换,对大犀牛图像的反应更加强烈。
模式识别
当然,达尔马提亚人通常不会在一时兴起并成为犀牛。不寻常的实验简单地利用了时间连续性过程,以揭示其如何帮助猴子(和可能的人)识别对象。
学习过程可能适用于特定物体,例如达尔马提亚人,并且可以同时训练大脑以识别更广泛的类别,例如所有狗品种。到目前为止,证据支持该理论,即使尚未进行全面测试。
李和迪卡洛(Li)和迪卡洛(DiCarlo)在《生命科学》(Livescience)的电子邮件中说:“可能不需要看到各种各样的狗在各种位置或大小中都可以学习我们描述的学习犬的有用表示。”
当规则符合现实世界时
暂时的连续性效果很好,只要这个世界上的物体不会自发改变身份,就可以作为大脑的快速和经验法则。但是,猴子或人会在实验室外遇到对象识别学习的破坏会发生什么呢?
现实世界中的这种“自然实验”似乎很难找到,即使不考虑监测此类情况所需的技术。
“这在我们认为有趣的细节上是未知的,因为我们还没有(尚未)穿相机要记录我们看到的所有图像(也需要进行眼动物)。” Li和DiCarlo解释说。
神经科学家确实提出了一种可能的情况。在理论上,一个几乎没有任何动作或动作的人都在观看“快速射击”电视观看“快速射击”电视的人可能会有更多的对象识别问题。
目前,Li和DiCarlo计划看看Dalmatian-Rhino混乱如何影响猴子的感知判断,通过训练动物以响应达尔马提亚或犀牛图像的行为信号。
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