不动血模具是区分物体之间的关键
当视觉信息通过视网膜流入大脑时，视觉皮层将感官输入转化为连贯的感知。神经科学家长期以来一直假设，视觉皮层中有一部分叫做颞下皮层(IT)，是识别单个物体的关键任务所必需的，但证据还没有定论。
在一项新的研究中，麻省理工学院的神经科学家已经发现了明确的证据皮质确实需要对象识别;他们还发现该区域的子集负责区分不同的物体。
此外，研究人员制定了计算模型，这些计算模型描述了这些神经元如何将视觉输入转换为物体的心理表示。他们希望这些模型最终帮助指导脑机接口（BMI）的开发，这些互联网接口（BMI）可用于盲人在盲人心中生成图像的应用。
“我们不知道这将是可能的,但这是一个一步路径对我们考虑这些应用程序,”詹姆斯·迪卡洛说,麻省理工学院的脑与认知科学系的,麦戈文脑研究所的一员,和新的研究的资深作者。
Rishi Rajalingham是McGovern Institute的博士后，是本文的领先作者，它出现在3月13日问题中神经元。
区分对象
除了在对象识别中的假设角色之外，它Cortex还包含优先响应面部的神经元的“补丁”。从20世纪60年代开始，神经科学家发现它对IT皮质的损坏可能会产生障碍，以识别非面孔对象，但难以确定其Cortex为此任务的重要意义。
麻省理工学院的研究小组通过选择性地关闭IT皮层，试图找到更明确的证据来证明IT皮层在物体识别中的作用神经活动在皮质的非常小的区域，然后测量中断如何影响物体歧视任务。在被训练以区分大象，熊和椅子的动物中，它们使用称为Muscimol的药物暂时关闭直径约2毫米的亚区。这些次区域中的每一个都代表整个IT皮质的约5％。
这些实验代表研究人员首次能够在衡量许多物体鉴别的行为的同时能够将这种小区域沉默它皮质，这揭示了IT皮质不仅需要区分对象，而且还分为区域处理不同的元素对象识别。
研究人员发现，这些微小的贴片中的每一个都在动物区分某些物体之间产生了独特的障碍。例如，一个次区域可能涉及区分汽车的椅子，而不是来自狗的椅子。每个地区都参与了研究人员所测试的任务的25％到30％，以及彼此更接近的地区往往在其功能之间具有更多重叠，而远离彼此的区域几乎没有重叠。
“我们可能会认为它是一种完全混合在一起的神经元海洋，除了这些”面部补丁“。但我们发现的许多其他研究指出的是，这是大规模的rajalingham说，整个地区的组织。
研究人员说，这些区域中每个区域所反应的特征很难分类。这些区域不是特定于像狗这样的物体，也不是容易描述的视觉特征，比如曲线。
“这将是不正确的，因为当某些神经元受到抑制时观察到有区别的汽车的赤字，这是一个”汽车神经元“，”Rajalingham说。“相反，该小区正在响应我们无法解释的特征，这对于汽车鉴别有用。在本实验中有工作，表明神经元正在响应输入图像的复杂非线性特征。您可以这是一条曲线，或一条直线，或一张脸，但这是一个视觉特征，特别有助于支持特定的任务。“
美国国家眼科研究所(National Eye Institute)的首席研究员比维尔·康威(Bevil Conway)表示，这项新研究在回答IT皮层的神经活动如何产生行为这一关键问题方面取得了重大进展。
“本文通过表明它的不同小型本地区域的阻塞活动对视觉歧视有不同的选择性赤字，刊登了我们对这一联系的理解。这项工作不仅在神经活动之间的因果关系推进了我们的知识而且行为还有它的功能组织：如何制定这一点大脑，“康威说，没有参与研究。
脑机接口
这实验结果与Dicarlo，Rajalingham和其他人中的其他人创建的计算模型一致，以便尝试解释Cortex神经元活动如何产生具体行为。
“这不仅仅是因为它说模型很好，而且因为它意味着我们可以与这些神经元进行干预并打开和关闭它们，”Dicarlo说。“具有更好的工具，我们可以在这个空间中具有非常大的感知效果并做真实的BMI。”
研究人员计划继续炼制他们的模型，从甚至更小的人口中融入新的实验数据神经元，希望通过激活特定的神经元活动序列来开发在人的大脑中产生视觉感知的方法。向一个人的大脑提供这种输入的技术可能导致新的策略帮助盲人看到某些物体。
“这是一个方向的一步，”Dicarlo说。“它仍然是一个梦想，但这个梦想有一天会被这种工作所建立的模型所支持。”
这个故事被重新发布由麻省理工学院新闻（web.mit.edu/newsoffice/），一个受到麻省理工学院研究，创新和教学的新闻的热门网站。
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