瞳孔放大:知觉的窗口
眼睛往往被称为“心灵之窗”。In fact, there is a grain of neurobiological truth to this. An international research team from the Universities of Göttingen and Tübingen, Germany, and Baylor College of Medicine in Houston, are now able to provide answers as to why pupil size is influenced by not only sensory stimuli like light, but also by our internal state such as fear, excitement or attention.
这些发现,出现在当前版本的自然依赖政府,是否有助于解释这些快速、瞳孔大小的变化发现不仅在人类还在其他脊椎动物,影响我们感知周围环境的方式。
人工智能的数据分析
研究人员开始他们的工作通过调查依赖瞳孔大小的变化是如何影响小鼠的愿景。
“虽然眼睛将光转换成神经活动个至关重要的,它是大脑视觉场景的解释,”凯特琳博士说因特网,研究组长在图宾根大学眼科研究所和这项研究的第一作者。
在他们的实验中,研究人员发现小鼠不同颜色的图片和记录成千上万的活动单个神经元在视觉皮层,特别是对视觉感知相关的大脑区域。基于这些录音,他们使用深神经网络创建一个计算机模型的数字双皮层,模拟大量大脑神经元的反应。然后用这个计算机模型来确定最佳的视觉光刺激对于每一个神经元,每个神经元的意义“最喜爱的形象。”
对视觉感知的影响
这个模型揭示的东西很有趣:当老鼠扩张学生由于警报的心境,色彩敏感的神经元在几秒内从绿色变成蓝色,意义更绿色敏感神经元在一个安静的国家,成为更多的紫外线敏感处于活动状态。
这尤其适用于神经元样刺激上半球用来观察天空。在随后的实验中他们能够验证,这也发生在真正的生物神经元。
滴眼剂的帮助下,瞳孔扩张,人员就能够模拟高灵敏度蓝光甚至对于一个安静的大脑状态。
“这些结果清楚地表明,瞳孔放大由于警报可能大脑状态可以直接影响视觉灵敏度和视觉感知。的机制是一个更大的瞳孔让更多的光线进入眼睛,招聘不同类型的视网膜光感受器在我们,从而间接地改变色彩敏感的视觉皮层,”因特网说。
但这种变化所带来的好处是什么视觉灵敏度?的康斯坦丁·Willeke, co-first作者学习和兼职教授领导的研究小组的成员神经科学贝勒Fabian Sinz博士说,“我们能够显示神经敏感性越高蓝色的光可能有助于小鼠更好地识别捕食者对蓝天。”
的计算机模型研究人员还可以创建证明有用的在很多方面。研究者希望其他人可以使用这个模型进一步的实验来理解视觉处理。
“结合高吞吐量实验数据与人工智能建模是神经科学研究的一个新时代。他们使我们能够提取准确的数字双胞胎的现实世界生物系统从数据Sinz说,他目前哥廷根大学教授和这项研究的主要研究者之一。“与这些数字双胞胎,基本上我们可以执行一个无限数量的实验在计算机。特别是,我们可以使用它们来生成特定假设的生物系统,我们可以在生理实验验证。”
安德烈亚斯Tolias博士,还在学习和教授、首席研究员中心主任神经科学和人工智能贝勒,说:“发现大脑的姿势变化瞳孔的大小影响视觉灵敏度影响我们对视觉的理解远远超出捕食者检测小鼠。现在进一步的研究问题出现在很多其他动物是如何感知受到这种效应的影响。我们眼睛的学生可能会因此不仅是一个窗口到灵魂,也改变我们感知世界的方式从时刻取决于我们内心的精神状态。”
进一步探索
