神经科学家发现表明大脑的直普朗塞特可以识别对象

当眼睛打开时，视觉信息从视网膜通过视神经和大脑流动，这将这种原始信息组成到对象和场景中。

科学家们先前已经假设了物体在较差的时间（IT）皮质中区分，这是靠近这种信息流的结束，也称为腹部流。麻省理工学院神经科学家的新研究提供了证据，证明这确实如此。

研究人员发现IT皮质中的神经元射击模式与对象识别任务中的成功相关的神经元射击模式强烈关联。

“虽然我们从事先工作中知道，但是，在劣质时间皮层中的神经元群体活动可能是视觉对象识别，我们没有预测地图，可以准确地将该神经活动链接到对象感知和行为。来自这项研究的结果证明了这一点来自IT种群活动的特定地图对行为的特定方面是高度准确的，对所有测试的物体进行了高度准确的，“MIT脑和认知科学部门负责人，麦考脑研究所的成员，MIT部门的部门负责人James Dicarlo说，研究的高级作者，出现在神经科学杂志。

本文的牵头作者是纳吉·Majaj，这是纽约大学的Dicarlo实验室的前博士。其他作者是前麻省理工学院研究生HA HONG和前麻省理工学院本科学生ETHAN SOLOMON。

区分对象

据信，沿着腹侧流沿着腹侧的禁止处理基本的视觉元素，例如亮度和方向。更复杂的功能沿着溪流进一步前进，具有对象识别，据信在IT皮质中发生。

为了调查这一理论，研究人员首先要求人类受试者执行64个对象识别任务。这些任务中的一些是“琐碎的，”Majaj说，比如将苹果与汽车区分开来。其他 - 例如在两个非常类似的面之间区分 - 非常困难，受试者只有大约50％的时间。

在衡量这些任务的人类性能之后，研究人员随后向相同的近6,000个图像显示了相同的一组非人的灵长类动物当他们在神经元中记录了电活动较差的时间皮质另一个被称为v4的视觉区域。

168 IT神经元和128 v4神经元中的每一个响应于某些物体而不是其他物体，创建作为每个对象的独特签名的射击模式。通过比较这些签名，研究人员可以分析它们是否与人类区分两个物体的能力相关。

研究人员发现，IT神经元的烧制模式，但不是V4神经元，完全预测了他们所看到的人性性能。也就是说，当人类困难区分两个物体时，这些物体的神经签名如此相似，可以难以区分，并且对于人类成功的对，这些模式非常不同。

“在简单的刺激上，它做了和人类，并且在困难的刺激上，它也失败了，”Majaj说。“我们在行为与神经响应之间有很好的相关性。”

研究人员说，该研究结果支持其Cortex中的神经活动模式的假设可以编码详细的对象表示，以允许大脑区分不同的物体。

模型性能

研究人员还测试了超过10,000个其他可能的模型，了解大脑如何编码目的代表性。这些模型根据大脑中的位置而变化，所需神经元数以及时间窗口神经活动。

这些模型中的一些，包括一些依赖于V4的模型，因为它们比人类更好地表现在一些任务中，更糟糕的是。

“我们希望神经元的表现在模式方面完全匹配人类的性能，因此简单的任务对于神经人群来说是容易的，并且努力任务对于神经人群来说是难以实现的，”Majaj说。

研究团队现在旨在收集更多数据来询问此模型或类似模型是否可以预测行为难度对象识别在每个视觉图像上，比到目前为止测试的每个视觉图像 - 甚至更高的条形图。这可能需要额外的因素包括在本研究中不需要的模型中，因此可能在科学家们目前对物体的神经表征的理解中揭露重要差距。

他们还计划扩展模型，以便根据视觉流的早期部分的输入来预测它的响应。

“我们可以开始构建一个级联的计算操作，通过V1，v2，v4缓慢地从视网膜上拍摄图像，直到我们能够预测其中的人口，”Majaj说。

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