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大脑如何区分什么重要什么不重要?

红绿灯,广告牌,路标。当人们开始学习开车的时候,总是很难区分重要信息和无关信息。

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来自Basel大学的Sonja Hofer教授对大脑究竟如何辨别图像信息的重要性这一科学问题进行了研究,在最近发表在国际学术期刊Neuron的一篇文章中,Sonja Hofer教授及其研究团队发现学习图像之间的相关性会大大影响大脑中的神经网络。这些变化对于帮助我们的大脑更加高效地对环境中的大量刺激进行处理和分类可能有一定帮助。


我们如何感知环境大大依赖于我们之前看到过的和学习过的信息。但我们的大脑究竟如何通过学习实现对外界刺激的处理过程达到最优化一直是一个未解之谜。

 

为解答这一问题,研究人员对小鼠的视觉皮层进行了研究,大脑的视觉皮层主要负责感知和处理视觉刺激。研究人员进行了一个有趣的实验,他们让小鼠跑过不同的地方,它们会遇到不同的图片,其中一张图片旁边会伴有一个奖励,在进行一周的实验之后,小鼠已经学会区别不同的图片,并根据不同的场景做出相应的应答,在实验过程中,视觉皮层的神经元活性都会被纪录和追踪,因此小鼠的学习过程可以通过视觉皮层的神经元细胞活性得到反映。

 

非常有趣的是,研究人员发现对于初学的小鼠来说,大脑对相关图像刺激的应答非常不特异,而在进行了一周的训练之后,这些小鼠视觉皮层中有更多的神经元可以对图像刺激产生特异性应答。

 

除此之外,这项研究还证实在学习阶段来自大脑其他区域的信号会影响视觉皮层神经元的活性,这与之前普遍认为的视觉皮层只负责处理视觉信息的传统观念存在不同。这就表明在学习过程中,我们内心的期望和我们所处的环境都会影响我们对环境的视觉感知。


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