چگونه مغز می‌تواند اشیاء آشنا را زمانی که نامشخص می‌شوند، درک کند

نوآوران آنلاین- ما می توانیم اشیاء آشنا را حتی زمانی که نامشخص می شوند درک کنیم. پس از برخورد مکرر با اشیاء، زیرمجموعه‌ای از نورون‌ها در قشر بینایی اولیه پاسخ‌های قوی به محرک‌های بینایی کم کنتراست نشان می‌دهند. این نورون‌های دارای کنتراست کم به طور قابل‌توجهی به بازنمایی اطلاعات بصری با کنتراست کم کمک می‌کنند و از درک ثابت اشیاء آشنا با تغییرات کنتراست (B) اطمینان می‌دهند.

محققان NIPS مکانیسم عصبی مغز را بررسی کردند که امکان درک تصاویر آشنا را حتی در صورت نامشخص بودن آنها فراهم می کند. آنها دریافتند که تعداد نورون‌هایی که به محرک‌های بصری با کنتراست کم و نه با کنتراست بالا پاسخ می‌دهند، در موش‌هایی که پس از تجارب مکرر یک کار تشخیص جهت‌گیری بصری انجام می‌دهند، افزایش یافت. این نورون‌ها فعالیت‌های قوی‌تری در آزمایش‌های انتخاب صحیح نسبت به انتخاب نادرست نشان دادند. این نورون ها به طور موثر تحریکات کم کنتراست را نشان می دادند. بنابراین، ترجیح کم کنتراست در فعالیت V1 ممکن است به بهبود تبعیض بصری با کنتراست کم کمک کند.

ظاهر اجسام اغلب می تواند تغییر کند. به عنوان مثال، در غروب های تاریک یا مه، کنتراست اشیا کاهش می یابد و تشخیص آنها را دشوار می کند. با این حال، پس از برخورد مکرر با اشیاء خاص، مغز می تواند آنها را شناسایی کند، حتی اگر آنها نامشخص شوند. مکانیسم دقیقی که به درک اشیاء آشنا با کنتراست کم کمک می کند ناشناخته باقی مانده است.

در قشر بینایی اولیه، ناحیه ای از قشر مغز که به پردازش اطلاعات بصری اساسی اختصاص داده شده است، پاسخ های بصری به طور مستقیم قدرت ورودی های خارجی را منعکس می کنند. بنابراین، محرک های بصری با کنتراست بالا پاسخ های قوی را برمی انگیزند و بالعکس.

در این مطالعه، ری کیمورا و یومیکو یوشیمورا دریافتند که در موش‌ها، تعداد نورون‌های V1 که ترجیحاً به محرک‌های کنتراست پایین پاسخ می‌دهند، پس از تجارب مکرر افزایش می‌یابد. در این نورون‌ها، محرک‌های بینایی با کنتراست پایین، پاسخ‌های قوی‌تر و محرک‌های با کنتراست بالا پاسخ‌های ضعیف‌تری را برمی‌انگیزند. این نورون‌های دارای کنتراست پایین زمانی که موش‌ها یک شی آشنا با کنتراست پایین را به درستی درک می‌کنند، فعالیت آشکارتری نشان می‌دهند. اولین بار در Science Advances گزارش شد که اولویت کم کنتراست در V1 به روشی وابسته به تجربه تقویت شده است تا اطلاعات بصری با کنتراست پایین را به خوبی نمایش دهد. این مکانیسم ممکن است به درک اشیاء آشنا کمک کند، حتی زمانی که آنها نامشخص باشند.

کیمورا می‌گوید: این نمایش اطلاعات انعطاف‌پذیر ممکن است درک ثابتی از اشیاء آشنا با هر کنتراست را امکان‌پذیر کند. انعطاف پذیری مغز ما احساس ما را موثر می کند، اگرچه ممکن است شما از آن آگاه نباشید. یک مدل شبکه عصبی مصنوعی ممکن است حس انسان را با ترکیب نه تنها نورون های با کنتراست بالا، که عموماً تاکنون در نظر گرفته شده اند، بلکه کنتراست کم را نیز بازتولید کند. ترجیح دادن نورون ها، تمرکز اصلی این تحقیق است.

سه‌شنبه ۳۰ نوامبر ۲۰۲۱

(برابر با ۹ آذر ۱۴۰۰)