«Люди могут распознать лицо или объект за несколько десятков миллисекунд, несмотря на то, что они могут появляться на нашей сетчатке бесконечным числом способов из-за различий в яркости, размере, ориентации и положении в поле зрения. Это «способность, известная как инвариантное распознавание визуальных объектов, является одним из фундаментальных свойств зрения высокого уровня и обусловлена прогрессивной обработкой визуального сигнала через определенную последовательность корковых зрительных областей», — объяснил Давид Зокколан, директор отдела визуальной нейробиологии SISSA. лаборатория и руководитель исследовательского проекта. «В нашем исследовании мы продемонстрировали существование аналогичного механизма обработки у грызунов, что открывает возможность изучения лежащих в основе нейронных цепей с использованием широкого спектра экспериментальных методов: молекулярных, генетических, электрофизиологических и т. Д., Уже используемых в эти животные ".Лаборатория Зокколана уже показала в серии поведенческих исследований, что грызуны способны выполнять высокоуровневые задачи распознавания визуальных объектов. «В этом новом исследовании мы записали активность сотен нейронов, принадлежащих к четырем различным зрительным областям коры, от первичной зрительной коры до самой глубокой зрительной области височной коры, во время точной последовательности зрительных стимулов», — продолжил нейробиолог. «Эти стимулы состояли из последовательности из 380 изображений, полученных путем представления 10 различных объектов 38 различными способами, с вариациями яркости, ориентации или размера.
Объекты были выбраны таким образом, чтобы охватить широкий спектр визуальных свойств. Некоторые из них были цифровыми репродукции реальных объектов, таких как лицо или телефон, в то время как другие были абстрактными объектами, используемыми в предыдущих исследованиях поведения.
Каждое изображение было представлено в течение 250 миллисекунд, что более чем достаточно для визуального распознавания объекта ».Записанные сигналы сложны и трудны для анализа, поэтому было необходимо сотрудничество со Стефано Панцери, директором лаборатории нейронных вычислений ITT в Роверето и одним из ведущих экспертов в разработке алгоритмов для понимания нейронного кода с использованием теории информации. и машинное обучение.«Мы заметили, что по мере того, как мы перемещаемся от первичной зрительной коры к наиболее глубоким областям височной коры, информация, касающаяся света и контраста, теряется, в то время как сигнал становится все более инвариантным для преобразований отдельных объектов и все больше дискриминант идентичности объектов. , так же, как это происходит у приматов », — заключил Зокколан. "Это важное открытие — как показано в комментариях, опубликованных журналом eLife вместе с нашей работой, — которое открывает новые пути для изучения высокоуровневого зрения и его развития, как и для эволюции искусственного зрения. системы ".