“寸土寸金”的大脑是如何高速处理信息的?( 二 )


正如之前说到的, 主要的身体部位在大脑地图里占更大位置 。 很大一部门视觉皮层都负责中心视觉, 只处置视网膜中间一个小点收到的信息 。 第一次宿世界大战时代, 英国神经学家戈登·福尔摩斯(Gordon Holmes)在研究良多视觉区域受损的士兵后证实了井上的发现——这或许是因为英式高头盔的设计正好表露出枕叶地点的大脑底部 。

“寸土寸金”的大脑是如何高速处理信息的?



【“寸土寸金”的大脑是如何高速处理信息的?】颠末几十年的研究, 此刻我们可以确定视觉皮层中每个神经元都对应特定的视觉空间区域 。 是以, 当良多这样的神经元堆积到一路时, “视网膜拓扑映射”就形当作了视觉空间地图 。
可是这个地图中还套着别的一个地图:它的呈现是因为神经元不仅接管特定视觉区域的刺激, 对特定的视觉信息模式也有分歧的反映 。 在视觉信息处置过程的早期, 模式可以指分歧的偏向:有些神经元在我们看到程度线时兴奋, 有些则只对垂直的线作出反映 。 视觉皮层中有相似优先反映偏向的神经元现实上也挨在一路 。 若是给每个神经元按照对应的视觉偏向染色, 视觉皮层上会呈现一块块像彩虹漩涡的图案:优先识别竖线(由绿色暗示) 的细胞群会和另一群更青睐斜线(由蓝色暗示)的细胞无缝交界, 以此类推 。 各个偏向交代的点会呈现出风车的外形, 就像犹他州、科罗拉多州、新墨西哥州和亚利桑那州交代处的四角落州纪念处一样, 代表分歧皮质区域的会聚 。
有了偏向地图的帮忙, 大脑运用本不是三维的信息描画出了三维宿世界 。 这也是大脑经常运用的一种制图体例 。 例如, 耳蜗(内耳中的一个小小的蜗牛状布局)中分歧的空间位置接管分歧频率的声波 。 高频声波刺激耳蜗一侧的细胞, 低频声波则刺激另一侧的细胞 。 这种对分歧调子的初始物理分隔在听觉系统中可以形当作“频次制图法” 。
“寸土寸金”的大脑是如何高速处理信息的?



人造神经收集与我们大脑中的生物收集道理不异, 而且用近似的方式解决复杂的问题 。 (Wikimedia Commons)
因为大脑中处处都在经由过程地图领会外面的宿世界, 我们可以揣度地图的感化或许不只是提高连通效率 。 地图令人赞叹的无处不在简直开导了计较科学家们去挖掘更多这种布局在计较上的功能 。 托伊沃·科霍宁(Teuvo Kohonen)在1982年提出了自组织地图的概念:一种经由过程将三维折叠为二维来更简练地表达复杂和多样化信息的算法 。 好比说, 我们可以只用甜度和酸度来描述红酒的味道, 而轻忽其他更难分辨的口感 。 建造这个新的模子时, 自组织地图算法会识别出已有信息中最合适的特征 。 是以, 大脑中的地图或许可以被看作更深条理计较过程的可见标识——这个计较过程以识别并解读领受到的信息中最合适的特征为方针 。
但若是大脑接管到的信息貌似不成折叠, 很难定位, 或位置间自己没有所谓“相邻”的关系怎么办?神经科学家们研究气息时就碰到了这种问题 。 气息分子组成里的细小差别可以对我们闻到的气息发生庞大的影响——比如说把好闻的红糖味酿成臭黄油味 。 所以大脑到底应该按照气息分子的外形仍是味道绘制地图, 或是两者的某种连系?谜底并没有在掌管味觉的大脑区域找到, 因为它们的分布似乎并无逻辑 。 运用现有的科学常识可以揣度的是, 我们需要从气息中提取的信息太多样, 以至于单一的脑中制图是不成能的 。 是以, 到今朝为止气息的地图还无法被描画出来 。

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