一个模拟视觉交变现象的神经网络

本文根据神经元的一般性质,设计了一个多层次、平行处理神经网络,对视觉交变现象的产生机理作出了一种算法描述.IBM-PC机上的模拟结果表明这种解释是合理的.     

立体视觉中的牵挂现象及其神经机制

目的:探讨立体视觉中单眼线索和双眼线索之间的牵挂机制.方法:选择该校视力或矫正视力正常的硕士研究生10名作为受试者,刺激呈现在校准过的SD2320W三维液晶显示器上.①一对具有清晰边沿的立方体,以及一对移除连接Y节点三条线后余下的立方体轮廓和Y节点所组成的图形,考察两组图形融合后,Y节点的深度情况;②三对连接Y的点的三条线是不连续的立方体,呈现一种逐渐变短的趋势,分别观察各组图形融合后,Y节点的深度变化.结果:①在实验1中,被试知觉到上面立方体的Y节点是突出来的,保证了一个完好的立方体结构,而下面立方体轮廓中的Y节点是凹进去的,离被试最远.②在实验2中,被试知觉到随着连接Y节点的三条线逐渐变短,Y节点的深度逐渐增加,以至最后完全陷了进去.结论:体视刺激的某些信息,当在单眼线索和双眼线索上发生了双重定义,且描述的深度信息不一致,便会产生视觉上的牵挂现象.     

视觉轮廓整合的神经机制

视觉轮廓整合是指视觉系统将视野中的离散元素组合为整体轮廓线的加工过程,是连接初级感觉加工和高级视觉物体知觉间的关键桥梁。对视觉轮廓整合神经机制的研究不仅能促进我们对人类知觉整合的理解,也有助于启发计算科学领域图形整合和分隔算法的改进。然而,轮廓整合的神经机制尚无最终定论。当前的争议主要集中在轮廓整合是基于初级视皮层固有水平连接的产物,还是基于脑区内水平连接及脑区间反馈连接共同作用的产物。本文在回顾这两种理论框架及其研究证据的基础上,对未来的研究问题和方向进行了展望。     

视觉注意与神经振荡

人脑每时每刻都要接收大量视觉信息，由于人脑加工信息的能力有限，所以在较大视野内将注意分配给相关信息，同时抑制引起注意分散的不相关信息，对执行目标导向的行为至关重要。这种对视觉信息的选择性和主动性加工以适应当前目标的过程被称作视觉注意（visual attention），且视觉注意可分为自上而下的注意与自下而上的注意两种不同功能。由于来自大脑电信号的神经振荡活动在认知加工中发挥重要作用，已有研究综述了视觉注意与神经振荡（neural oscillation）的密切关系，但并未涉及不同的注意功能与神经振荡的关系。本文系统性调查了不同注意功能与神经振荡的关系，发现额-顶区域的theta频带振荡活动反映了自上而下的认知控制，而后部脑区的theta振荡与自下而上的注意相关。顶-枕区域alpha振荡的偏侧化有助于注意分配，而alpha频带的大规模同步促成了注意对视皮层自上而下的影响。Beta振荡介导了自上而下的信息与自下而上的信息之间的互动，作为信息载体促进了视觉信息处理。Gamma振荡则可能与自上而下和自下而上的注意间整合相关。本文就视觉注意功能与神经振荡关系的研究现状展开综述，旨在揭示不同的神经振荡活动在特定的视觉注意功能中的作用。     

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。     

视觉选择性注意的神经机制

大脑信息加工容量的有限性使得个体每时每刻均只能选择少部分信息输入进行有效加工,这主要源于注意选择,即选择性注意。选择性注意是指个体对复杂外部环境中的少量信息进行优先加工的认知过程。关于选择性注意的研究存在两个核心问题:一是注意选择的是什么?根据注意选择的目标或对象,选择性注意可分为基于空间、特征和客体的注意。二是注意选择如何产生?根据注意选择产生的方向,选择性注意可分为自上而下和自下而上注意。本文围绕上述两个核心问题,系统地探讨视觉选择性注意的神经机制。     

人脑视觉意识的神经机制

意识的存在决定了人类生命的意义.意识问题被认为是21世纪科学要回答的一个最重要问题.意识科学正在成为认知和心理科学的皇冠,成为基础科学的顶峰.近20年来,随着认知科学、心理科学、神经科学和脑成像技术的发展,人们开始通过实验科学地研究意识问题,特别是与视觉意识相关的研究工作取得了很多重要进展.在这篇综述中,我们对以往的视觉意识研究工作进行了总结,并对未来的研究方向进行了展望.     

视觉拥挤效应的神经机制

当出现在边缘视野的一个物体被周围其他物体包围时,视觉系统对它的识别会很困难,这种现象叫做视觉拥挤效应.研究拥挤效应既有利于理解人类进行客体识别的过程,也对治疗黄斑变性、弱视和阅读障碍等视觉病变有显著的临床意义.自拥挤效应被提出以来,对拥挤效应的特性、神经机制和影响因素等都做了深入地研究.本文将系统地综述拥挤效应的研究进展,包括其特性、现有的理论假设、计算模型、可能涉及的大脑区域以及近年来利用知觉学习消除拥挤效应的一些工作,最后对该领域的未来发展给出建议.尽管在这个领域已经获得了丰富的成果,但在许多问题上仍有争议,未来还需要更为巧妙的设计和精确的技术进一步解决这些问题.     

对渗透现象的一种解释

提出溶液中溶质分子的热运动以热弹性振动为主,只有极少一部分高能分子才可以定向移动的假说。溶质分子的热振动会产生压力,而溶液压力是其中热振动的溶质分子产生的压力与连通的溶剂压力的叠加作用,因而溶液中的溶剂的压力总是比溶液的宏观压力低;渗透现象以及溶液的蒸气压降低、冰点下降现象正是由于溶液中溶剂的压力比溶液本身的宏观压力低而造成的。     

视觉意识神经相关物的ERP研究进展

意识神经相关物是指充分地形成任意一个特定意识体验的最小神经机制。探究意识神经相关物是神经科学研究的重要问题。目前,通过采用事件相关电位技术,神经科学工作者发现三类潜在视觉意识神经相关物,即早期意识正成分、视觉意识负成分和晚期正成分。由于研究设计和实验范式存在不足,三类成分是否是视觉意识神经相关物还存在争议。本文对近些年采用事件相关电位技术研究视觉意识神经相关物的进展进行概略介绍,并主要对三类潜在视觉意识神经相关物的研究进行综述。     

连接视觉长时记忆与视觉工作记忆的认知及其神经机制

视觉记忆系统主要由视觉长时记忆与视觉工作记忆组成,是人类信息存储的重要方式。自从Baddeley提出工作记忆的多成分模型以来,视觉工作记忆独立于长时记忆系统的观点一直占据着主导地位。然而,新的理论证据则支持两者之间具有紧密联系。基于所存储的信息具有不同表征状态的三嵌套成分模型,就把长时记忆与工作记忆纳入到一个统一的记忆系统中。一方面,视觉长时记忆能够利用其持久存储的性质来支持工作记忆的运作;另一方面,来自神经影像的证据也表明两者涉及共同的神经机制,并且整个视觉记忆系统呈现出从初级感觉皮层向前额叶皮层逐步递进的加工方式。同时,本文也为二者关系的未来研究提供展望。     

视觉注意的时间结构和动态神经机制

把有限的心理和神经资源选择性地根据当前环境或任务来分配给某些而不是所有过程,是通过注意来完成的。以往的大部分有关视觉注意的研究都集中在注意是如何在空间维度和特征维度进行分配的问题上,而近来的一系列研究则从时间动态这个角度揭示了视觉注意中的一些新现象和新机制。本文将从以下四个方面综述时间这个基本维度在视觉注意中的表现、作用及其神经机制:(1)注意对外部刺激动态结构的追踪(注意动态理论),(2)注意的内秉动态特性,(3)基于时间组织的多物体加工,(4)视觉动态和经典注意现象的相互关系。我们认为,注意的时间组织和动态结构是注意中非常重要和基本的方面,对其的研究将为注意理论的一些长久以来的争论和难点提供新的角度和解决方案。本文进一步提出了视觉注意研究领域亟待探索和研究的新方向和问题。     

蝗虫多型现象的神经内分泌调控

蝗虫有两种型,即散居型和群居型。蝗灾通常由群居型蝗虫所引发。多年来人们试图找到控制蝗虫由散居型向群居型转变的关键因子,以期控制蝗虫危害。该文主要从神经内分泌的角度概述了蝗虫多型性的生理机制,重点介绍了保幼激素、蜕皮激素和脑神经肽［His7］-corazonin在蝗虫多型性中的主要作用和机制。     

Fitzhugh—Nagumo神经传导方程的动力性态

本文研究Ｆｉｔｚｈｕｇｎ－Ｎａｇｕｍｏ方程组周期初值问题的解的长时间性态,证明了方程组生成的算子半群拥有整体吸收子Ａ∪→Ｈｐ＾１（Ω）。     

精神分裂症视觉周边抑制异常及其神经机制

精神分裂症患者普遍存在视觉信息处理异常,这些视知觉功能紊乱涉及视通路的高级以及低级视区,表明在部分精神分裂症患者中,视觉系统早期或晚期的不同信息处理阶段均可能存在损伤.阐明这些感知觉信息处理紊乱的神经机制对理解精神分裂症神经病理生理学机制有重大意义.视觉周边抑制(surround suppression)是一种广泛存在的视觉现象,指在神经生理水平或视知觉水平上外周对中央视觉目标的抑制作用.精神分裂症的视觉周边抑制发生异常改变,然而其损伤状况并不完全一致,且其具体神经机制目前仍不清楚.本文以周边抑制为对象,从精神分裂症周边抑制改变状况及其神经机制两个层面简述了国内外精神分裂症视觉周边抑制的研究进展.未来研究方向需要系统全面地调查精神分裂症周边抑制损伤状况,综合脑科学研究技术共同探究精神分裂症患者周边抑制异常的具体神经环路.     

EEG动力学模型中混沌现象的研究

通过对脑电图（electroencephalogram,EEG）动力学模型模拟出的EEG信号的相图、分岔图、功率谱、关联维数和Lyapunov指数的对比研究,得出如下结论：1）该模型是按周期行为与混沌现象交替出现的间歇突发通向混沌的,且该间歇性与Hopf分岔、倍周期分岔和逆分岔有关;2）支持了EEG中存在混沌运动的观点。     

液体闪烁测量的道比折回现象及其解释

本文指出了一次测量道比(即不减本底道比)的“折回现象”。折回道比值依赖于样品的放射性强度、本底水平和测量道的选择。在由三个甄别器限定的两道中,减本底道比曲线理论上可用的极限淬灭程度,使最大能量β粒子产生的脉冲高度等于中甄别阈值。而一次测量道比的折回点所对应的淬灭程度较此为小。道比折回点是一次测量道比曲线理论可用范围的极限。本文还借助含有相对淬灭因子g的线性函数微分谱数学模型,算得一次测量道比曲线的折回现象,其规律与实验结果符合。     

液体闪烁测量的道比折回现象及其解释

本文指出了一次测量道比(即不减本底道比)的“折回现象”。折回道比值依赖于样品的放射性强度、本底水平和测量道的选择。在由三个甄别器限定的两道中,减本底道比曲线理论上可用的极限淬灭程度,使最大能量β粒子产生的脉冲高度等于中甄别阈值。而一次测量道比的折回点所对应的淬灭程度较此为小。道比折回点是一次测量道比曲线理论可用范围的极限。本文还借助含有相对淬灭因子g 的线性函数微分谱数学模型,算得一次测量道比曲线的折回现象,其规律与实验结果符合。     

Fitzhugn—Nagumo神经传导方程的周期初值问题

本文讨论了Ｆｉｔｚｈｕｇｎ－Ｎａｇｕｍｏ方程的周期初值问题,用Ｇａｌｅｒｋｉｎ方法证明了整体解的存在唯一性。