错觉在大脑的偏见上发挥了作用,使其诱使其对图像的感知与真实情况不同。而现在 ,在小鼠中,科学家们已经利用了一种错觉,以揭示大脑如何处理视觉信息的隐藏见解 。
该研究的重点是 霓虹色的幻想,其中包含在固体背景上的细线图案。这些线的一部分是不同的颜色—例如石灰绿色 ,在上面的示例中—大脑将这些线条视为具有独特边框&mdash的固体形状的一部分;在这种情况下,一个圆圈。封闭形状看起来也比周围的线更明亮。
众所周知,这种幻觉会导致人的大脑 错误地填补并感知 不存在的轮廓和亮度—但是 ,关于大脑发生的事情发生的事情一直在进行 。现在,科学家第一次证明了这种幻觉在老鼠上起作用,这使他们能够凝视着啮齿动物的大脑 ,看看发生了什么。
具体来说,他们放大了一部分 脑 称为 视觉皮层。当光撞到我们的眼睛时,电信号会通过神经发送到视觉皮层 。该区域处理可视数据并将其发送到大脑的其他区域 ,从而使我们能够感知周围的世界。
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视觉皮层由六层神经元组成,这些神经元逐渐编号为V1,V2 ,V3等。每一层都负责处理撞到眼睛的图像的不同特征,V1神经元处理第一个也是最基本的数据层,而其他层则属于”较高的视觉区域这些神经元比V1神经元更复杂的视觉处理 。
到目前为止,科学家们一直在辩论V1神经元对虚幻的亮度做出反应的程度 ,例如人们在看霓虹色的幻想时所感知的亮度。在小鼠的一系列实验室实验中,研究人员现在表明,这些神经元在此过程中起着基本作用 ,并且它们的活性也受到V2神经元的反馈的缓解。因此,在视觉皮层的这些不同层之间来回有一个齐射 。
研究人员在4月23日发表的一篇论文中说,这种知识可能会增强我们对意识的理解。 自然通讯。
“在处理幻觉中 ,V1和V2之间观察到的关系意味着意识是一个自上而下的过程, ”与自下而上的过程相反 马萨塔卡渡边东京大学系统创新系的副教授在一封电子邮件中告诉Live Science 。
自上而下的处理 指我们的大脑通过考虑先前的经验来解释周围环境的方式,而不是仅仅依靠视觉刺激 。相比之下 ,纯净的自下而上处理将采用图像的不同特征,并像拼图一样将它们捕捉在一起,从而使图片保持连贯的图像 ,而没有人的记忆中的输入。
其他研究暗示 渡边说,这种意识是一种自上而下的过程,但是这项老鼠的研究为此提供了直接的证据。答案不是黑白的,正如有人认为意识可能源于 两者的混合物 。
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什么是新证据?在这项研究中 ,显示了小鼠的霓虹色散布幻觉和其他相似的,没有引发幻觉的相似模式的组合。同时,渡边及其同事用植入的电极测量了啮齿动物大脑中神经元的活性。
小组还测量了小鼠是否通过评估学生的观点来看待幻觉是明亮的 扩张或狭窄 。当我们感知光水平变化时 ,这种反应与人类相匹配。
V1神经元对虚幻和非透明图像做出了反应,但它们需要更长的时间才能对前者做出反应。该团队报道说,这支持了V1神经元需要从较高视觉区域的反馈来处理这些类型的幻觉的理论 。
然后 ,研究人员尝试通过实验抑制较高视觉区域神经元的活性,发现V1神经元对幻觉的反应较小。这提供了进一步的证据,表明需要更高级别的反馈回路来感知这种幻觉。
渡边说 ,展望未来,该团队计划进行进一步的研究,以使他们对老鼠中较高视觉区域神经元的活动感到困惑。他们希望这将更多地了解小鼠和人类的神经机制 。
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