動物聽覺刺激系統是如何研究和工作的

在復雜場景下視覺對象受到干擾時,動物類大腦是如何協調多感官的信息加工,遵循怎樣的神經加工機制,通過分析網絡節點相互影響的因果關系,發現聽覺刺激對加噪圖片識別的調節即包含了自頂向下的反饋調節,也受到了聽覺皮層橫向連接的前饋調節,那么動物聽覺刺激系統是如何研究和工作的?

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1、計算機領域的發展為研究大腦提供廣闊的空間

大腦是一個復雜高效的動態信息處理系統,雖然計算機在運算能力、運算準確率上優于動物腦,但是在大部分場景下大腦有著優勢,例如復雜場景認知、推理、情感和決策等。在過去的幾十年中,計算機領域的一些重要算法都是借鑒大腦信息加工處理方式,例如神經網絡、稀疏編碼等。近幾年,機器學習、深度學習等計算機算法在許多領域的應用取得令動物可喜的成果,這使得腦科學研究者們對計算機模擬動物腦的工作方式看到新的曙光。

2、功能影像技術的發展為研究大腦提供有效的工具功能

磁共振成像是一種基于磁共振成像的、非介入的、無創傷的且非常有效的腦功能成像技術,目前已成為腦功能研究的重要手段,尤其是對大腦的高等級認知功能研究有著廣泛的應用。相比其他腦功能成像技術,如腦電成像、腦磁圖成像、近紅外譜成像、正電子發射斷層成像等,fMRI技術具有良好的空間分辨率(毫米)和時間分辨率(秒或毫秒)??偠灾?fMRI技術具有可靠的理論基礎、非介入無創傷、無須注射造影劑、良好的時空分辨率等諸多特性,為認知神經科學或腦信息學的實驗研究提供有利條件,擁有著廣泛的應用前景和重要科學價值。

動物聽覺刺激系統中功能磁共振成像的血氧水平依賴反映的是大腦皮層神經元對外界刺激的響應程度,功能磁共振成像數據是一個四維信息(包括三維空間和時間信息)。fMRI實驗數據通常分為兩大類:靜息態fMRI和任務態fMRI數據,前者是指被試在實驗過程中不執行特定的任務、身體和思想處于放松狀態(不能睡著)采集的腦成像數據,它反映了大腦自發性的狀態表征和神經活動。