在复杂场景下视觉对象受到干扰时,动物类大脑是如何协调多感官的信息加工,遵循怎样的神经加工机制,通过分析网络节点相互影响的因果关系,发现听觉刺激对加噪图片识别的调节即包含了自顶向下的反馈调节,也受到了听觉皮层横向连接的前馈调节,那么动物听觉刺激系统是如何研究和工作的?

1、计算机领域的发展为研究大脑提供广阔的空间

大脑是一个复杂高效的动态信息处理系统,虽然计算机在运算能力、运算准确率上优于动物脑,但是在大部分场景下大脑有着优势,例如复杂场景认知、推理、情感和决策等。在过去的几十年中,计算机领域的一些重要算法都是借鉴大脑信息加工处理方式,例如神经网络、稀疏编码等。近几年,机器学习、深度学习等计算机算法在许多领域的应用取得令动物可喜的成果,这使得脑科学研究者们对计算机模拟动物脑的工作方式看到新的曙光。

2、功能影像技术的发展为研究大脑提供有效的工具功能

磁共振成像是一种基于磁共振成像的、非介入的、无创伤的且非常有效的脑功能成像技术,目前已成为脑功能研究的重要手段,尤其是对大脑的高等级认知功能研究有着广泛的应用。相比其他脑功能成像技术,如脑电成像、脑磁图成像、近红外谱成像、正电子发射断层成像等,fMRI技术具有良好的空间分辨率(毫米)和时间分辨率(秒或毫秒)。总而言之,fMRI技术具有可靠的理论基础、非介入无创伤、无须注射造影剂、良好的时空分辨率等诸多特性,为认知神经科学或脑信息学的实验研究提供有利条件,拥有着广泛的应用前景和重要科学价值。

动物听觉刺激系统中功能磁共振成像的血氧水平依赖反映的是大脑皮层神经元对外界刺激的响应程度,功能磁共振成像数据是一个四维信息(包括三维空间和时间信息)。fMRI实验数据通常分为两大类:静息态fMRI和任务态fMRI数据,前者是指被试在实验过程中不执行特定的任务、身体和思想处于放松状态(不能睡着)采集的脑成像数据,它反映了大脑自发性的状态表征和神经活动。