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最新研究为大脑如何塑造知觉来控制行为提供了线索

导读那是因为大脑可以判断视觉运动是否是自发产生的,从而消除了信息,这些信息原本会让我们感觉到并采取行动的,就像世界在我们周围旋转一样。

那是因为大脑可以判断视觉运动是否是自发产生的,从而消除了信息,这些信息原本会让我们感觉到并采取行动的,就像世界在我们周围旋转一样。这是令人惊讶的神经计算-Maimon和他的团队正在尝试对果蝇进行解码。他们最近发表在《细胞》杂志上的研究结果为人们提供了关于大脑如何处理视觉信息以控制行为的新见解。

每次您转移视线(每秒进行几次)时,大脑都会向眼睛发送命令以使其移动。但是,该命令的副本也会在内部发布给大脑自己的视觉系统。

这使大脑能够预测它即将接收到由人体自身运动产生的大量视觉信息,并通过抑制或增强特定神经元的活动来对其进行补偿。

然而,人脑包含大约800亿个神经元,这使得精确确定其如何做出这种预测并改变我们在细胞水平上的感知的任务变得复杂。

幸运的是,常见的果蝇执行相同的快速眼动动作。因此,罂粟种子大小的大脑中只有100,000个神经元必须处理相同的预测和知觉问题,但Maimon和他的同事,研究助理Anmo Kim和博士后研究员Lisa Fenk可以进行深入研究。

当然,人与蝇之间是有区别的。一方面,苍蝇的眼睛紧紧抓住了它的头。因此,要改变视线,它必须像一架微型飞机一样机动。就像飞机一样,它可以绕多个轴旋转,包括偏航和横滚。

然而,它的大脑仍然设法区分预期的视觉运动和意外的视觉运动。

例如,当一阵风意外吹走飞行时,称为光动力反应的强大反射会导致昆虫的头部向相反方向旋转,从而使昆虫的眼睛朝其原始目标反弹。苍蝇还通过使用其机翼执行反向转向来稳定其飞行路径。

但是,如果苍蝇故意转而改变视线,则会发生一些不同的事情。以某种方式抑制了将其头部和身体向原始飞行方向旋转的冲动。否则,它将永远无法改变目光。

但是,马力如此有限的大脑如何处理这样一个复杂的问题呢?

在先前的研究中,Kim和Maimon证明了果蝇的视觉系统中的两组运动敏感神经元在快速的有意转弯中被抑制,从而抑制了昆虫的行为反应。

在细胞研究中,Kim,Fenk和Maimon表明,这些神经元中的一组在飞行转弯时稳定了头部。然后,他们通过测量单个神经元的电活动并拍摄苍蝇的头和翅膀在有目的的情况下的运动来拍摄,或者欺骗他们以为自己是偶然地转向的,从而确定了这样做的方式。(在某些实验中,果蝇被粘在一个微型平台上,并在LED屏幕上显示图像,这使他们以为它们的视线无意中移动了)。

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