现货的区别:大脑的变化,使好视觉辨别学习

我们对世界的视觉感知通常被认为是相对稳定。然而,像我们所有的认知功能,视觉处理是由我们的经验。在开发和成年期,学习可以改变视觉感知。例如,改善视觉歧视相似的模式是一种能够习得的技能阅读的关键。在一项新的研究发表在现代生物学,科学家已经发现了神经元学习过程发生变化,改善歧视密切相关的视觉图像。

第一作者约瑟夫博士领导的这项研究中,舒马赫和资深作者大卫·菲茨帕特里克博士在佛罗里达马克斯·普朗克神经科学研究所,建立了一个革命性的方法来研究大脑的知觉学习。研究人员拍摄大量的单一神经元的活动在天跟踪视觉歧视任务时发生的变化,执行这些小说的动物实验模型,树鼩。

树鼩是一种小型哺乳动物的视觉属性类似于人类,包括高度的视觉灵敏度和类似的有序的空间排列的视觉反应大脑的神经元。研究人员表明,这些动物也可以学习复杂的行为任务,使它们适合了解形状视觉感知经验。在这项研究中,树鼩被训练区分高度相似的视觉图像:相同的黑色线条,只有一个小变化在不同方向(22.5度)。在任务线的表示,一个方向是获得一滴果汁。在天,树鼩学会区分这两种相似的视觉图像,只舔的行奖励取向和扣缴舔的行非取向。

科学家们结合这个行为任务和测量的神经活动在V1,大脑的这一区域的关键视觉处理。这个区域被激活的神经元视觉输入的特定功能,如昼夜的边缘的方向。单个神经元表现出“偏好”特定的边缘方向,最高的响应活动这些取向和逐步降低活动或不活动边缘导向进一步择优取向。通过这种方式,一个视觉场景与不同方向边缘激活特定子集的神经元产生神经活动模式,为视觉感知编码所需的信息。

舒马赫和他的同事们发现,视觉辨别学习树鼩伴随着增强神经活动诱发的不同模式的两个视觉图像。这主要是由于神经活动的增加反应的表示奖励刺激方向相对于非取向。但这不仅仅是一个普遍增加神经元对奖励刺激的反应。当科学家们检查变化更密切,他们发现这是由活动的变化一个非常具体的神经元子集:那些取向偏好是最佳的区分奖励刺激的方向非刺激。

为了充分理解学习的效果视觉感知,作者调查了神经活动的变化是否持续改进视觉歧视以外的学习任务上下文。有趣的是,他们发现神经元变化不仅坚持训练,但伴随着改变树鼩的能力来执行其他歧视。这包括增强对某些刺激方向和障碍others-behavioral变化,正是将预期的反应的变化这个特定的神经元子集。

“这项工作表明特定experience-driven改变神经元的活动,影响视觉刺激的感知,提高鉴别性能的其他相关任务相关的歧视,”第一作者乔舒马赫解释道。现在实验室的目标则将这种方法与新技术开启的顺序和变化发生在多种类型的神经元为了调解知觉学习。通过探索这些问题的视觉系统树鼩,Fitzpatrick实验室的科学家们发现基础性的新见解知觉学习,可能会影响我们对范围广泛的学习障碍的理解。