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Comment le cerveau identifie des objectifs

Quand un être humain regarde un numéro, la lettre ou toute autre forme, les neurones dans endroits variés du centre visuel du cerveau répondent à différentes composantes de cette forme, les adaptant presque instantanément ensemble comme un puzzle pour produire une image que la personne alors « voit » et comprend, chercheurs à l'état d'Université John Hopkins.

Une équipe de l'institut d'esprit/cerveau de Zanvyl Krieger de l'université décrit le procédé complexe mais rapide en détail dans une édition récente du neurone de tourillon.

La question de la façon dont le cerveau voit, décèle et comprend que les objectifs est un des plus intrigante en neurologie, le professeur agrégé et le co-auteur Charles E. Connor de papier ont indiqué.

« Ceci peut même ne pas sembler comme une question scientifique à quelques gens, parce que voir est si automatique et nous sommes si bons à elle - bien meilleurs que les meilleurs systèmes visioniques pourtant conçu, » Connor a dit. « Qui est parce qu'une grande partie de l'esprit humain est consacrée à interpréter objecte en notre monde, de sorte que nous ayons les informations nécessaires pour agir l'un sur l'autre avec notre environnement.

La « visibilité ne se produit pas dans l'oeil, » Connor a dit. « Il se produit aux étapes de traitement multiple dans le cerveau. Nous étudions comment des objectifs sont signalés ou codés par de grandes populations des neurones aux étapes de plus haut niveau dans la partie de objectif-traitement du cerveau. »

L'état, basé sur des enregistrements des cellules nerveuses dans le cortex visuel des singes de macaque, indique que les neurones dans le cortex visuel de plus haut niveau d'abord répondent à un stimulus visuel « en quelque sorte aléatoirement, » signaler toutes les caractéristiques de personne dans une forme à laquelle elles sont sensibles. Par exemple, un neurone particulier peut répondre aux objectifs avec un éclat concave à du premier ou convexe éclat au bas. En ce point, les signes neuraux sont ambigus ; le cerveau ne sait pas si la concavité, la convexité ou les deux sont présentes.

Des millisecondes plus tard, cependant, les neurones commencent à réagir exclusivement aux combinaisons des éclats de forme, plutôt qu'à différents éclats. En d'autres termes, le cerveau commence à remonter les pièces pour former de plus grandes parties, de la même manière celle qu'un artisan pourrait attacher les tessons discrets de la glace souillée pour produire un modèle.

Les « êtres humains font une classification approximative des objectifs très rapidement, » Connor a dit. « Par exemple, dans juste un dixième d'une seconde, nous pouvons identifier si quelque chose que nous voyons est un animal ou pas. Nos résultats prouvent que cette impression immédiate et approximative dépend probablement d'identifier juste un ou plusieurs différentes parties de ce que nous voyons. Les discriminations fines - telles qu'identifier différentes faces - prennent plus longtemps pour se produire, et notre étude propose que ce délai dépende des signes apparaissants pour des combinaisons des éclats de forme. Dans une certaine mesure, le cerveau doit construire une représentation interne avec d'un objectif des pièces disparates. »

À long terme, comprenant exact comment l'information de procédés de cerveau peut mener aux prothèses neurales - remontages artificiels pour sensoriel perdu, le moteur et peut-être même la mémoire et les fonctions cognitives. À court terme, un tel travail est piloté par curiosité environ un des mystères principaux : comment les travaux de cerveau.

« Notre capacité de voir est l'une des réalisations évolutionnaires grandes de l'esprit humain, » Connor a dit. « Nous ne savons toujours pas le système visuel accomplit cette merveille du traitement des données. De telles expériences commencent à indiquer comment les grands réseaux des neurones dans le cerveau extraient la signification de l'image d'oeil. »