我国科学家展现听觉皮层编码听觉认知的新机制

 
探秘：大脑里的信息分类  
我国科学家展现听觉皮层编码听觉认知的新机制  
 

徐宁龙研究员和论文第一作者博士研究生辛宇在安装小鼠行为练习装置

（中科院科技摄影同盟 曹发华 摄）

“你在那边呢？”当你接到这样一个电话时，纵然情况嘈杂、信号欠好，你仍然可以不费吹灰之力就听出电话那头的声音是熟人照旧生疏人。天天，我们的大脑吸收来自客观世界的感受信息纷繁巨大，大脑对外来刺激举办分类后，我们才有了感知判定。那么大脑是如何开展这项事情的呢？

中国科学院脑科学与智能技能卓越创新中心（神经科学研究所）、上海脑科学与类脑研究中心、神经科学国度重点尝试室徐宁龙研究员团队展现了个中的机密，理会了大脑对感受信息举办领域化的皮层神经元群体运算机制。这项研究成就7月8日深夜在线颁发于《神经元》。

垃圾需要分类，大脑信息更需要分类

为什么大脑要对吸收到的信息举办分类呢？

徐宁龙汇报《中国科学报》记者：“由于我们的大脑接天天吸收到客观世界的海量的感受信息，而我们可以或许形成的观念和采纳的动作则数目却很是有限。为了形成有意义的认知来指导我们的行为，我们的大脑需要对这些信息举办高效的组织打点，而个中最根基的进程就是领域化。” 徐宁龙说，“‘领域化’简朴地说，就是‘分类’”。

本世纪初，美国神经科学家就发明白与感知种别相对应的神经勾当，并开启了信息分类和感知觉领域化神经机制研究新规模。然而，以往的研究偏重的是神经运算的功效，对付感受信息奈何被转化为离散的种别信息这一神经运算进程，并没有明晰谜底。

大脑信息分类，不是个简朴的活儿

大脑是如何将巨大而又持续的刺激信息举办分类的？

为了办理这个问题，研究人员在小鼠中成立了一个基于听觉的分类决议行为范式，团结活体双光子成像技能，乐成理会了对感受信息举办领域化的皮层神经元群体运算机制。

徐宁龙表明：“听到声音，颠末练习的小鼠大脑中的一类神经元表示出对声音类此外特异性回响，将差异频率的纯音归类到‘高音’或‘低音’领域。在‘高音’和‘低音”临界点的分类进程中，小鼠会‘纠结’。就比如我们在垃圾分类的时候，没法判定是“干垃圾”照旧“湿垃圾”，这时候我们需要求助他人，一起来想步伐研究如何分类。对付小鼠而言，这时大脑中的别的一类神经元，则表示出对付种别界线频率的声音‘选择性回响’，聚积起来，协助小鼠举办判定，完身分类任务。”

在徐宁龙看来最有趣的是，假如小鼠没有被要求完身分类任务，这类神经元选择性回响“难觅踪迹”。“显然，对神经元而言，这是一种任务依赖的动态调解。”

研究表白：在听觉皮层中存在领域决议相关的单细胞回响；听觉皮层神经元的信息编码会按照任务需要产活跃态变革，有利于独霸续的感受信息转化为与任务相关的分类信息。另外，研究也验证了在分类任务状态下听觉皮层神经元勾当可以或许精确预测小鼠执行听觉领域分类任务。

有望提供人工智能算法设计新思路

“我们展现了听觉皮层神经元群体可以按照分类任务的需要，动态调解信息编码特性，有利于提高分类界线判别本领的群体编码布局。”

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徐宁龙暗示：“这一成就对感受皮层在认知进程中的信息处理惩罚机制提出了新的领略和预期，我们但愿能有助于开导人工智能算法设计的新思路，好比优化算法、提高判别率等。”

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