Beynimiz, ağaçlarda saklanan bir aslan veya optik bir yanılsamada gizlenmiş şekiller olsun, gördüğümüz şeydeki algısal boşlukları doldurmak için kabloludur – ama bu kablo nasıl çalışır? Sinirbilimciler, özel beyin hücrelerinin aslında orada olmayan şeyleri görmemize nasıl yardımcı olduğu konusunda sıfırlıyorlar.
Seattle’ın araştırmacıları Allen Beyin Bilimi Enstitüsü ve Berkeley’de California Üniversitesi IC-Moder nöronları olarak bilinen hücrelerin oynadığı rolü izledi. Nature Neuroscience dergisi tarafından bugün yayınlanan çalışma.
“Bu projenin amacı, örüntü tamamlamanın nöral temelini anlamak ya da vizyonunuzda belirsiz veya eksik veriler verildiğinde doldurmaktı” dedi. Hillel AdesnikBerkeley’de bir sinirbilimci.
Böyle bir araştırma, bilim adamlarının beynimizin duyularımızın sağladığı verilerden çevremizdeki dünyanın tam bir resmini nasıl oluşturduğunu anlamalarına yardımcı olabilir. Sonunda da ortaya çıkarabilir halüsinasyonlar nasıl ortaya çıkıyorveya daha iyi olmanın yolunu işaret edin Bilgisayar Görme Sistemleri.
Yeni yayınlanan çalışmanın arkasındaki araştırmacılar deneylerini fareler kullanarak gerçekleştirdiler. Farelere bir dizi diyagram gösterdiler-bazıları yanıltıcı bir siyah çubuk oluşturmak için pacman benzeri daireler kullandı ve diğerleri çubuğun açıkça belirtildiği.
Allen Enstitüsü OpenScope Beyin Gözlemevi Ekip, farelerin beyinlerinin milisaniyeye kadar milisaniye farklı diyagramlara nasıl tepki verdiğini kaydetti ve daha sonra verileri Berkeley ekibine teslim etti.
“Gözlemevi, beyindeki yanılsamalar sırasında olup bitenlere erişim sağladı,” Jerome LecoqAllen Enstitüsü’ndeki bir yardımcı araştırmacı, Geekwire’a bir e -postayla söyledi. “Bu, Hillel Adesnik’in laboratuvarındaki Berkeley’deki deneyin bu yanılsamaları uygulayan yerel mekaniğe daha derinlemesine dalmasına izin verdi.”
Berkeley araştırmacıları, diyagramlara yanılsama ile yanıt veren, ancak ana hatlı çubuklarla diyagramlara vermeyen küçük bir nöron seti belirlediler. Ayrıca olarak bilinen lazer tabanlı teknikler de kullandılar İki foton kalsiyum görüntüleme Ve holografik optogenetik Bu IC-kodlayıcılar-yani illüzyon kontur kodlayıcıları-ve görsel korteksin diğer bölgeleri arasındaki aktivite akışını izlemek.
Son deney seti bir bükülme daha ekledi: Araştırmacılar, farelere boş bir gri ekran gösterdi, ancak bunu yaparken IC-kodlayıcı nöronlarını aktive etti. Sonra görsel kortekste diğer nöronlarda aktiviteyi izlediler.
Adesnik, “Bu aşağı akış nöronlarına baktığımızda, aktivite paternleri, ekranda hiçbir şey olmadığı zamandan daha fazla aldatıcı bir kontur olduğunda daha benzer görünüyordu. Bu yüzden bu kontrollü halüsinasyonu üretiyorduk” dedi. “Farelerin algıladığı varsayılarak aslında en yüksek algı seviyelerine ulaştığını söyleyemeyiz.… Ama sinirsel düzeyde nöral paternin tamamlandığını görebileceğimizi söyleyebiliriz.”
Araştırmacılar, verilerle ilgili analizlerine dayanarak, IC-kodlayıcı nöronlarının görsel algıdaki boşlukları doldurma sürecini yönetmeye yardımcı olduğu sonucuna varmışlardır.
“İllüzyonun temsili önce daha yüksek görsel alanlarda ortaya çıkar ve daha sonra birincil görsel kortekse geri beslenir; ve bu bilgi geri beslendiğinde, bu IC-kodlayıcılar tarafından birincil görsel kortekste alınır,” Hyeyoung Shin2023’te Berkeley’den Seul Ulusal Üniversitesi’ne kim gitti, bir haber bülteninde dedi.
Adesnik, gelecekteki deneylerin yeni yayınlanan çalışmanın gündeme getirdiği birçok soruyu ele alabileceğini söyledi. “Farenin algısal olarak yaşadıklarını gerçekten ölçmek istiyorsanız, onları yapmak için onları eğitmeniz gerekir. Ve insanlar bunu her türlü türde – fareler, maymunlar, köpekler, kediler” dedi. “Bunu yapabiliriz.”
Bu tür araştırmalardan gelen bilgiler nihayetinde insan durumuna uygulanabilir.
Lecoq, “Bazı hastalıklarda beyninizde anormal olan ve şizofrenide ortaya çıkan aktivite kalıplarınız var ve bunlar bunlar rastgele ortaya çıkan nesne temsilleriyle ilişkilidir” dedi. “Bu nesnelerin nasıl oluştuğunu ve kolektif bir hücre kümesinin bu temsillerin ortaya çıkmasını sağlamak için birlikte çalıştığını anlamıyorsanız, onu tedavi edemeyeceksiniz; bu nedenle hangi hücrelerin ve hangi katmanda bu aktivitenin gerçekleştiğini anlamak yardımcı olur.”
Lecoq, Allen Enstitüsü’nün araştırmadaki rolünün 2018’de Openscope Mind Gözlemevi’ne yol açan vizyonla tutarlı olduğunu söyledi.
“Buradaki astronomik gözlemevi benzetmesi, gökyüzünün anketini yapan gözlemevidir, laboratuvar, neler olup bittiğini çözmek için yerel bir ilgili takımyıldıza odaklanıyor” dedi.
Lecoq, “Gelecekte beyin gözlemevimizi böyle görüyoruz: Bir veya daha fazla laboratuvar tarafından tanımlanan belirli ve önemli davranışların beyin çapında kayıtlarını sağlayacağız. Daha sonra bu laboratuvarlar bu veri kümelerini analiz edebilir ve bazen beyindeki belirli hesaplama mekanizmalarını ortaya çıkarmak için tamamlayıcı deneyler yapabilir” dedi. “Sinirbilimde daha fazla araştırma yapmayı bekliyorum, gelecekte bu şekilde yapılacak.”
Daha önce: OpenScope Workforce bir beyin fırtınası yaratıyor
Nature Nörobilim Çalışmasının Yazarları Shin, Adesnik ve Lecoq’a ek olarak “Tekrarlayan paternin tamamlanması, duyusal çıkarımın neokortikal temsilini yönlendirir,” Dahil Mora Ogando, Lamiae Abdeladim, Uday Jagadisan, Severine Durand, Ben Hardcastle, Hannah Belski, Hannah Cabasco, Henry Loefler, Ahad Bawany, Josh Wilkes, Katrina Nguyen, Josh Wilkes, Katrina Nguyen, Lucas Suarez, Conor Grass, Jack, Warren Han, Ben Ouelette, Conor Grass, Vivi, Vivi, Vivi, Vivi, Vivi, vivi Shiella Caldejon, Ali Williford, Peter Groblewski, Shawn Olsen ve Carly Kiselycznyk.
Kanizsa Üçgen Grafiği için Kredi: Fibonacci– CC BY-SA 3.0Wikimedia Commons aracılığıyla.
