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Nat. Neurosci:“经验”影响着你对客观世界的视觉认知

2016/09/21 来源:生物探索
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导读
近日,来自瑞士巴塞尔的弗里德里希·密雪生物研究所(FMI)的研究人员在Nature Neuroscience杂志上发表一项研究。他们发现,视觉皮层神经元的活性可以预计一个还未发生的视觉刺激。这些神经元被经验激活,并且与真实的感觉输入信号集成在一起。


这样的场景是否让你似曾相识——朋友换了一副新眼镜或者妻子换了一个新发型,你却没有注意到。我们为何有时候会对发生在眼皮底下的变化视而不见?近日,来自瑞士巴塞尔的弗里德里希·密雪生物研究所(FMI)的研究人员对这一现象做出了解释,这种“忽视”并非由于我们冷漠,而是存在生物学基础。

这项研究发表于9月12日的Nature Neuroscience杂志上。研究人员发现,视觉皮层神经元的活性可以预计一个还未发生的视觉刺激。这些神经元被经验激活,并且与真实的感觉输入信号集成在一起。这也就意味着,存在于我们意识中的“客观世界”事实上是我们期望所见与实际所见的结合。

在大脑功能的生成模型中,内在表征(internal representations)通常用来预测感官输入。在之前的研究中,海马和内嗅皮层中空间定位系统的发现,更进一步确认了大脑中内在表征的存在。视觉刺激对这个系统有着很强影响。不过,科学家们仍然不清楚大脑中这个内在表征模型是如何影响我们的感觉系统。

本研究发现,通过获取经验,视觉皮层的某些神经元在特定情况下可以预测具体的视觉输入。研究人员说,大脑会预言我们即将可能看到的事物。这就好比,如果我们每天都能见到某个人,我们就更容易预测到一些可能发生在他身上的事情,并根据他的相貌在我们脑海中创造出一个虚拟场景,而这些意料之内的画面可能会影响我们实际上所看到的情形。

在本实验中,研究人员让小鼠进入一个虚拟隧道,隧道墙壁上存在不同模式的视觉刺激。随着小鼠获得视觉刺激带来的经验后,研究人员观察到小鼠初级视皮层2/3层(V1)神经元做出了特殊响应,它们可以预测即将到来的刺激。研究人员说,在特殊视觉刺激出现之前这些细胞就被激活了。通过观察这些细胞,可以预测小鼠接下来会看到什么。这些神经元发出的信号传输到视觉皮层内更远的脑区,然后与来自眼睛的真实感觉信号结合在一起。

此外,没如果小鼠没有遭受到预期的刺激,视觉皮层的某些神经元将会选择性地强烈响应这种“刺激缺失”。研究人员说,这意味着我们的期望可能强烈影响了视觉处理过程。这些期望又通过经验形成,它既可以增强也可以减弱我们的认知与客观现实之间的偏差。因此,视觉认知更像是我们期待所见和我们真实所见的结合体。

备注:本文编译自 Friedrich Miescher Institute for Biomedical Research网站,原标题:“What you see is not always what you get

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