大脑如何找到它正在寻找的东西

尽管大脑接收到大量的视觉信息，但它仍保持着专注于重要和相关项目的非凡能力。例如，今年秋天，美国橄榄球联盟的四分卫将会得到丰厚的奖励，因为他们能够很好地将注意力集中在颜色和动作上——能够快速判断队友和对手的球衣颜色以及他们要去哪里是一项宝贵的技能。然而，人们对大脑是如何完成这一壮举的知之甚少。

现在，芝加哥大学科学家已经确定了一个大脑对感知颜色和运动的结合似乎很重要的区域。他们发现了一群独特的神经元，它们对不同颜色和方向的敏感程度取决于被注意到的东西——例如，接收器的红色球衣朝着终点区移动。这项研究于9月4日发表在该杂志上神经元，阐明了一个基本的神经系统过程，这是关注生物学的关键步骤。

“任何给定的视觉场景中的大多数对象都不重要，那么大脑如何选择或参加重要的？”该学习高级作家大卫自由曼，博士，芝加哥大学神经生物学副教授。“我们在大脑的一个区域上归零，这些区域出现了这个过程的核心。它以非常灵活的方式做到这一点，根据正在寻找的东西而变化时刻。”

大脑的视觉皮质具有多个互连区域，该区域负责处理眼睛聚集的原始视觉信号的不同方面。有关运动和颜色的基本信息是通过两个这样的区域途中的，但是大脑如何将这些流结合成可用于决策或其他高阶过程仍然不清楚的东西。

为了研究这一过程，弗里德曼和博士后Guilhem Ibos博士研究了单个神经元在一项简单的任务中。猴子被显示出快速的视觉图像。初始图像显示向上移动的一组红色点或黄点移动向下移动，这担任该试验期间特定颜色和方向的指令。当此图像再次出现时，当它们释放杠杆时，受试者被奖励。随后的图像由不同颜色的点在不同方向上移动，其中是初始图像。

动态神经元

Freedman和IBOS在外侧地区（唇）中查看神经元（唇），一个高度相互连接的区域，脑区域高度相互连接，电机控制和认知功能。随着受试者进行任务并寻找颜色和运动的特定组合，唇神经元变得非常活跃。然而，当受试者被动地在没有随附的任务的情况下被动地观看相同的图像时，他们没有回应。

当研究小组进一步研究LIP神经元的反应时，他们发现这些神经元具有一种独特的特征。在实验中，单个神经元将它们对颜色和方向的敏感性转移到相关的颜色和运动特征上。例如，当受试者寻找向上移动的红点时，一个神经元会对接近向上移动的方向和接近红色的颜色做出强烈反应。如果任务在几秒钟后切换到另一种颜色和方向，同样的神经元会对新的组合反应更灵敏。

Ibos说:“功能调优的变化在很久以前就已经被理论研究假设过了。“这是第一次神经元在大脑中，已被证明可以根据与解决任务相关的功能来改变它们的选择性。“

Freedman和IBOS开发了一种模型，唇部如何将基本颜色和运动信息汇集在一起​​。注意力可能影响来自大脑的高阶区域的信号，这些信号影响唇神经元选择性。该团队认为，该地区在造成基本感官信息方面发挥着重要作用，并且他们正试图了解该过程中涉及的脑宽神经元电路。

弗里德曼说:“我们的研究表明，大脑的这个区域将来自整个大脑多个区域的信息汇集在一起。”“它整合了与记忆和决策相关的视觉、运动和认知输入，并以一种帮助解决手头任务的方式呈现它们。”

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