果蝇视觉学习记忆能力与脑部cAMP水平的相关性

利用闭环飞行模拟系统研究果蝇视觉飞行定向行为的操作式条件化 ,证明正常果蝇视觉学习记忆能力与日龄有关 ,即 3～ 4d龄果蝇的学习记忆能力明显优于1～ 2d龄果蝇 ,蝇脑内的cAMP含量也呈现随果蝇日龄增加而增加的趋势 .同时对学习记忆缺陷型果蝇进行检测 ,其脑内cAMP含量高于正常对照组果蝇 .通过喂食PDEase抑制剂咖啡因扰乱cAMP代谢 ,使果蝇cAMP水平异常提高 ,导致果蝇学习记忆能力显著下降 ,表明果蝇视觉学习记忆需要脑内cAMP水平处于一适当范围 ,过高或过低的cAMP水平都将影响果蝇的视觉学习记忆能力     

视觉学习与成人大脑的可塑性

我们对视觉特征和客体的分辨与识别能力会随着训练提高,这种现象被称为视知觉学习。对其神经机制的研究使我们更好地理解成人大脑可塑性。回顾了该研究领域的两大核心问题:(1)视知觉学习发生的皮层位置:学习发生在早期信息加工的视皮层,或是涉及决策等认知功能的高级额顶叶区域,抑或是视觉区域到高级认知区域的连接;(2)视知觉学习发生的形式:包括表征增强、表征锐化、易化等多种机制。最后,讨论了神经干预手段在知觉学习领域的应用,并展望该领域未来的研究方向。     

对比度检测学习提高猫的视觉对比敏感度

对人的心理学研究结果显示,对比度检测学习可提高学习者对视觉刺激的对比敏感度,但其潜在的神经机制尚不清楚。该研究用二选一（two-alternative forced choice）方法训练3只猫（Felis catus）通过单眼进行对比度检测学习,发现每只猫对视觉刺激的对比敏感度随着训练而显著提高。该学习效果虽然对训练眼有明显的特异性,但部分学习效果可以传递给非训练眼,提示对比度检测学习可能会引起双眼信息汇聚前后的视觉中枢的神经可塑性。另外,猫视觉对比敏感度的提高主要发生在训练刺激的空间频率附近,表明对比度检测学习具有一定的空间频率选择性。该研究结果显示,猫对视觉刺激的对比度检测学习表现出与人类相似的特性,因此可以作为模式动物来研究人类学习诱导的视觉对比敏感度升高的神经机制。     

聚焦中国

知觉学习可在不同刺激朝向间迁移知觉学习是指训练或经验引起的感知觉能力的改变,北京师范大学新研究证明知觉学习可以在不同的刺激朝向之间进行完全迁移,研究结果质疑了知觉学习具有网膜位置特异性和特征特异性的传统认识。研究者提出一个新的知觉学习理论,认为知觉学习是位于高级脑区的决策单元通过训练来学会对感觉输入进行权重调整的规则的过程;     

视知觉学习对于识别动态随机点立体图深度运动方向的作用

立体视觉不仅指对静态深度信息的感知,也包括对物体在三维空间中的运动方向的判断。本研究记录了人眼对于动态随机点图运动方向的辨别能力以及视觉训练在提高对动态信息分辨能力的作用。实验结果表明,对于没有任何相关经验的视力正常的受试者,很难分辨出动态随机点的深度运动方向,而视觉训练可以大大提高人眼对物体深度运动方向判断的敏感度。此外,这种视觉训练所达到的效果具有较长时间的持续性（至少6个月）。这种通过视觉训练提高受试者对立体运动信息的敏感度的方式为立体视觉相关的实验和研究提供了新的视角。     

视知觉学习对于识别动态随机点立体图深度运动方向的作用（英文）

立体视觉不仅指对静态深度信息的感知,也包括对物体在三维空间中的运动方向的判断.本研究记录了人眼对于动态随机点图运动方向的辨别能力以及视觉训练在提高对动态信息分辨能力的作用.实验结果表明,对于没有任何相关经验的视力正常的受试者,很难分辨出动态随机点的深度运动方向,而视觉训练可以大大提高人眼对物体深度运动方向判断的敏感度.此外,这种视觉训练所达到的效果具有较长时间的持续性(至少6个月).这种通过视觉训练提高受试者对立体运动信息敏感度的方式,为立体视觉相关的实验和研究提供了新的视角.     

视知觉学习的神经机制

感知分辨能力经过训练而提高的现象称为知觉学习。由于缺乏有力的生理学证据,已往主要基于行为和脑成像的研究存在分歧,焦点在于知觉学习发生的脑区和编码形式。近年来,结合心理物理和清醒猴电生理的系列研究表明,视觉检测训练可以优化大脑初级视皮层神经元的编码,该过程依赖于自上而下的信号调控。这些发现提示,知觉学习改变了前馈输入和反馈信号之间的相互作用。这种多脑区间的协同编码机制为理解学习与脑的可塑性提供了新的视角。     

视觉卡片在《植物学》教学中的应用

对视觉卡片的概念、制作视觉卡片的意义和制作方法进行了详细的阐述.重点讨论了视觉卡片在植物学课堂教学中的运用,在教学过程中通过视觉卡片的应用,可提高学生的学习兴趣和学习效率,提高学生阅读和自学的能力,还可以使植物学课堂变得更有趣味性.     

蝙蝠视神经纤维计数及纤维直径谱的研究

蝙蝠具有出色的回声定位能力。因此,对蝙蝠感觉器官的研究多集中于听觉方面。到目前为止,蝙蝠视觉所起的作用很少被人们注意。有些研究工作者认为蝙蝠视觉系统已经萎缩,视觉刺激对它不起什么作用,而有些研究工作者在实验室中观察了一些蝙蝠的视觉行为,发现蝙蝠不但能辨别亮度,而目,某些蝙蝠具有简单的模式识别的能力。但是,对蝙蝠视觉系统的解剖和组织形态还没有充分的研究,对其视神经纤维计数和直径谱的研     

采用Reichardt运动检测器和Boltzmann Machine神经网络的运动计算

建立了一个探讨灵长类视皮层从Ｖ１区到ＭＴ区的运动信息加工原理的计算模型,这个过程的突出特征是视觉运动信息经过了从局部检测进步到整体感知。模型的第一层由用于抽提运动模式的局部速度以及结构性质的Ｒｅｉｃｈａｒｄｔ运动检测器组成,进一步的加工是通过Ｂｏｌｔｚｍａｎｎ Ｍａｃｈｉｎｅ神经网络来实现的。这种网络的学习算法具有局部更新的显著性质,在学习阶段,网络不断地修改联结权重以形成对于记录在网络的显单元上     

视觉特征绑定的神经机制

特征绑定问题(the binding problem)是物体识别的一个基本问题,也是视觉科学研究的最重要问题之一。视觉系统在加工物体信息的过程中,需要将在早期加工阶段中彼此独立编码的视觉特征整合成完整统一的物体,这一加工过程被称为视觉特征绑定。本文首先介绍了视觉特征绑定的基本概念以及绑定机制是否存在于视觉系统中的理论及实验争论。尽管大量研究发现在视觉系统中存在同时加工两种及以上特征的神经元,但这些证据并不能证明特征绑定是基于这些双选择或多选择神经元的一种完全自动化、自下而上的加工过程,错误绑定现象的存在更加证明了特征绑定涉及更复杂的编码加工过程。其次,本文回顾了关于视觉特征绑定神经机制的研究及理论争论。视觉系统对特征的绑定,尤其是主动绑定过程(例如特征错误绑定过程)不仅需要自下而上的信息输入,更加依赖于自上而下的反馈调节信息的调控。近年来,越来越多的研究开始关注神经振荡与特征绑定的关系,这些研究发现神经同步振荡可能直接决定视觉特征的绑定过程。最后,本文总结并讨论了以往研究的局限并展望了这一领域未来的研究方向。     

视网膜周边视野人工成像研究

目的 对于中心视力受损的人群，新型人工视觉系统可以将简化后的图像投射到视网膜上黄斑区以外的区域，从而帮助他们利用周边视觉感知信息。本文探究周边视野的感知特征，为植入式光学人工视觉系统的图形编码设计提供依据。方法 设计了探索周边视野感知特征的实验环境，向被试施加符号、数字、汉字的图案刺激，并控制刺激的大小、颜色组合、偏离角度、运动情况。用图形化的方法分析感知能力与各变量的关系。结果 周边视野的感知能力随偏离角度增大而下降，其趋势分为两个阶段，且受颜色组合、大小的影响明显。结论 研究结果提供了感知识别率较高的变量组合，为人工视觉系统的光学投影、眼内光学植入装置、特殊通信彩色符号编码开发等“人机结合”新技术提供重要的实验依据。     

模拟昆虫视觉-行为抉择的强化学习模型

视觉信息用于行为抉择的过程是一个极其复杂的脑信息处理过程,昆虫或动物对外界环境的学习是以价值来控制的,并可影响其行为抉择,研究这一过程对揭示人类自身脑运行机制有重要意义.文章在郭爱克研究小组果蝇实验提供的生物依据基础上,提出了一种模拟果蝇视觉-行为抉择的神经网络模型.该模型引入了价值和基于价值的强化学习算法,应用于输入视觉图像的强化学习,以此建立果蝇脑内多巴胺和蘑菇体对于抉择判断的价值体系.模拟的结果表明,该模型可以模拟果蝇视觉信息的学习和行为抉择过程,其结果与生物实验相符,同时也为机器人视觉信息控制行为抉择的应用提供了基础.     

视觉经验与皮层神经元感受野特征

视觉经验在高等动物视皮层神经元感受野特征形成的过程中起着重要作用。正常成年动物皮层细胞的感受野具有明显的方位选择性和双眼视差,而缺乏视觉经验的初生动物和在失视条件下成长的动物,其视皮层中方位选择性细胞数量很少,双眼细胞没有视差调谐。后天的视觉训练能够明显地影响和改变幼年动物视皮层感受野的大小、方位和视差调谐。视觉经验的作用在生后4～7周达到高峰,以后逐渐减弱,对成年动物影响不明显。     

拟黑多刺蚁乙醇提取物的初步鉴定

拟黑多刺蚁PolyrhachisvicinaRoger是目前国内最为推崇的食疗用蚂蚁,前人对它的大分子营养成分、挥发油、微量元素等都进行了不少工作[1～3],如氨基酸分布及含量和各种元素丰度分析等,其目的是为了寻找蚂蚁所含的物质依据。基于此,我们也企图从寻找蚂蚁所含低分子化学物质的角度,来获得蚂蚁所具生理活性的依据。人所共知,由于某些低分子化合物挥发度高,容易在提取过程中丢失,也有些化合物在有氧条件下,其抽提物容易在随后的样品处理中变异,因此,我们设计了在常温条件下用无水乙醇进行冷浸抽提,抽提液经简单处理后,随即直接取…     

多目标视觉追踪中的分组效应及其可加性

如何减少注意资源的消耗、提升人类在动态视觉持续性注意任务中的表现,是持续性注意研究关注的重点问题,具有理论和实践的重要意义。多目标追踪任务是研究个体持续性注意的常用实验室方法。多目标追踪任务中,观察者可以利用基于物体特征的分组效应将多个运动目标知觉为一个更大的运动单元,从而减少注意资源的消耗、提高追踪任务表现。为了进一步节省注意资源、提升注意追踪的表现,研究者提出了注意追踪中分组效应的可加性问题。分组效应的可加性表现为基于两个及以上特征的分组对追踪表现的提高优于基于一个特征的分组。可加性的研究对理解不同分组效应的认知机制,个体动态视觉追踪中的注意机制和注意资源分配等具有重要意义。本文对以往的行为以及神经影像学研究进行了汇总,讨论了不同类型分组效应的知觉加工机制及其可加性,系统阐述了基于不同表面特征的不可加性,和基于表面特征与特定时空特征可加性的认知及其神经基础。未来可以从行为学实验角度探究更多基于不同特征分组效应的可加性,或者从注意追踪中基于不同分组效应的神经机制入手,探讨分组效应的可加性问题,为分组效应的分类及可加性研究提供更多认知和神经层面的依据。     

高糖饮食对青年小鼠初级视觉皮层的功能损伤及其机制

目的 诸多研究证实高糖饮食会对视觉功能造成损伤，但是目前关于高糖饮食对视觉功能影响的研究主要聚焦于视觉通路前端，集中在眼球系统和视神经节部分，对于视觉通路的后端如中枢皮层还未有过相关报道。为了更全面地了解高糖饮食对视觉功能的影响，本文补充高糖饮食对视觉中枢皮层影响的研究。方法 本研究利用GO/NO-GO方位辨别任务的行为学范式、在体多通道电生理技术探究了高糖饮食对青年小鼠初级视觉皮层的影响。结果 行为学结果表明，经历了2个月高糖喂养的青年小鼠，方位辨别能力下降。通过电生理技术分析初级视觉皮层（V1）单个神经元的反应特性，发现高糖饮食小鼠初级视觉皮层单个神经元的方位调谐能力下降，神经元的反应变异性增加、信噪比明显降低。神经元噪音相关性分析结果表明，高糖饮食组小鼠初级视觉皮层的噪音相关性表现出明显的上调。进一步分析群体水平上信噪比和反应变异性的变化，结果表明群体水平上信噪比明显下降而反应变异性明显上升。结论 高糖饮食通过影响初级视觉皮层单个神经元的感受野特征以及群体神经元的信息处理能力，损伤了青年小鼠的方位辨别能力。     

“生态系统的物质循环”视觉化教学探索

视觉渠道是人类在认知过程中大脑接受外界信息的最主要来源,人类对视觉信息的处理也比对文字信息的处理要快几千倍。在学习中采用视觉化学习可以极大地调动学生的学习积极性和提高学习效率。视觉化学习不仅仅指学习内容、学习结果的可视化呈现,更是学习过程视觉化的开展。以"生态系统的物质循环"为例,阐述了视觉化教学策略的调整。     

基于深度学习与多层次信息融合的药物靶标亲和力预测*

药物研发是非常重要但也十分耗费人力物力的过程。利用计算机辅助预测药物与蛋白质亲和力的方法可以极大地加快药物研发过程。药物靶标亲和力预测的关键在于对药物和蛋白质进行准确详细地信息表征。提出一种基于深度学习与多层次信息融合的药物靶标亲和力的预测模型,试图通过综合药物与蛋白质的多层次信息,来获得更好的预测表现。首先将药物表述成分子图和扩展连接指纹两种形式,分别利用图卷积神经网络模块和全连接层进行学习;其次将蛋白质序列和蛋白质K-mer特征分别输入卷积神经网络模块和全连接层来学习蛋白质潜在特征;随后将4个通道学习到的特征进行融合,再利用全连接层进行预测。在两个基准药物靶标亲和力数据集上验证了所提方法的有效性,并与其他已有模型作对比研究。结果说明提出的模型相比基准模型能得到更好的预测性能,表明提出的综合药物与蛋白质多层次信息的药物靶标亲和力预测策略是有效的。     

小鼠对不同拓扑性质图形的识别

视觉感知的一系列研究都支持大范围拓扑感知的理论．拓扑性质作为整体性质,是视觉感知的基础．视觉对图形拓扑特征差异的感知要优先于对局部特征差异的感知．采用Y迷宫研究了小鼠对不同拓扑性质图形的识别．训练小鼠学习识别圆环和实心矩形这一对拓扑性质不同的图形,之后用拓扑特征相同或不同的其他图形测试小鼠,这些图形包括空心矩形、实心圆、缺口的圆环、缺口的空心矩形．实验结果表明,学会识别圆环(奖励)和实心矩形(无奖励)的小鼠无法区分实心圆和实心矩形以及圆环和空心矩形,但是能够分别从缺口圆环、缺口的空心矩形、实心圆与空心矩形组成的图形对中识别出空心矩形．因此证实了小鼠的视觉系统能够感知拓扑特征的差异并且具有对拓扑性质的概括能力．结果为拓扑知觉对视觉系统来说是基本的这一假设提供了证据．