大脑如何发现它是寻找什么
研究揭示了大脑如何处理颜色和运动,提供了新的理解的关注
尽管大脑视觉信息的接收,它保留了一个非凡的能力专注于重要的和相关的项目。今年秋天,例如,NFL的中卫将赏他们如何将注意力集中在颜色和运动,能够快速判断队友和对手的球衣颜色和他们的领导是一种宝贵的技能。然而,大脑如何完成这一壮举,一直鲜为人知。
现在,芝加哥大学的科学家们发现了一个大脑区域感知中心出现的颜色和运动的结合。他们发现了一个独特的人口转变的神经元敏感性对不同颜色和方向取决于正在参加——接收器的红色球衣走向结束区,例如。这项研究发表在9月4日《华尔街日报》神经元,揭示了一个基本的神经生物学的过程,是一个关键的一步的关注。
“大多数对象在任何给定的视觉场景并不那么重要,那么大脑如何选择或参加重要的?”说研究高级作者大卫·弗里德曼博士,芝加哥大学的神经生物学副教授。“我们把注意力集中在大脑的一个区域,这一过程的核心。它以一种非常灵活的方式,改变每时每刻取决于正在寻找。”
大脑的视觉皮层具有多个相互连接的区域负责处理原始的视觉信号的不同方面收集的眼睛。基本运动和颜色信息已知的路线通过两个这样的地区,但大脑如何结合这些溪流变成有用的东西为决策或其他高阶流程仍不清楚。
研究这一过程,弗里德曼和博士后Guilhem伊博人,博士,研究单个神经元的反应在一个简单的任务。猴子是一系列快速的视觉图像。初步的图像显示一群红点向上移动或黄点向下运动,作为一个特定的颜色和方向相关说明书在审判。受试者奖励当他们发布了一个杆当这张照片后再次出现。后续的图像是由不同颜色的点在不同的方向移动,在最初的形象。
动态神经元
弗里德曼和伊博人看着神经元在横向壁内的区域(唇),一个地区高度相互关联的大脑区域参与视觉、运动控制和认知功能。对象执行任务和寻找一个特定的颜色和运动的组合,嘴唇神经元变得非常活跃。他们没有回应,但是,当研究对象被动浏览相同的照片缺乏相应的任务。
当研究小组进一步研究了唇神经元的反应,他们发现神经元具有独特的特点。单个神经元改变他们对色彩的敏感性和方向相关的颜色和运动特性试验。当主题寻找红点向上移动,例如,一个神经元方向接近的反应很强烈上升运动和颜色接近红色的。如果任务是秒后,改用另一种颜色和方向相同的神经元会更适应新组合。
“变化特性优化已被理论研究很久以前就提出,“伊博人说。“这是第一次,大脑中的神经元已被证明改变他们的选择性取决于哪些特性相关解决一个任务。”
弗里德曼和伊博人开发了一个模型的唇汇集了两个基本的颜色和运动信息。注意可能会影响这个过程通过信号高阶的大脑区域影响唇神经元选择性。研究小组认为,该地区起着重要的作用在基本的感官信息,他们正试图更好地理解brain-wide神经元回路参与这个过程。
“我们的研究表明,大脑的这个区域汇集了来自多个领域的信息在整个大脑,”弗里德曼说。“它集成了输入——视觉、运动、认知记忆和输入相关决策,代表他们的方式,帮助解决手头的任务。”
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出版
Guilhem伊博人,大卫弗里德曼。任务相关的动态集成后顶叶皮层视觉特性。神经元,2014年9月4日在线发表。doi: 10.1016 / j.neuron.2014.08.020
