现场观众没有退缩的衣冠楚楚的男人种植一个定时炸弹在敞篷车的树干,或紧张毫无戒心的司机和他美丽的金发女郎同伴开车慢慢穿过小镇充满了行人,或跳出座位炸弹爆炸时的大屠杀。他们当然也不会对奥森·威尔斯(Orson Welles) 1958年的黑色杰作《邪恶之触》(Touch of Evil)的著名开场的技术艺术性感到惊叹,仅仅三分钟的开场就把悬念提高到了11(从1到10)。
公平地说,实验室里的老鼠不是电影爱好者。但是啮齿类动物作为影评人的能力不够,它们更多的是作为进入大脑的入口。当老鼠观看电影片段时,科学家们偷听每只老鼠的视觉皮层。周一,科学家们报告说,在研究结束时,教科书上关于大脑如何“看”的理解已经被严重破坏,就像“邪恶之触”的转换一样。
他们说,对视觉皮层工作方式的新见解可以改善各种技术,比如自动驾驶汽车和让盲人看到东西的大脑假肢。
约克大学(York University)的机器学习和神经科学专家乔尔?兹尔伯格(Joel Zylberberg)说,“神经科学让我们能够制造更好的物体识别系统”,用于自动驾驶汽车和基于人工智能的诊断。“但是计算机视觉一直受到对大脑视觉处理理解不足的阻碍。他说,这项新研究中“前所未有”的发现有望改变这种状况。
关于大脑如何看东西的教科书式理解,从光子流落在视网膜上开始,反映了上世纪60年代的研究,该研究的两位先驱曾在1981年获得诺贝尔医学奖。它基本上认为,信号首先到达的初级视觉皮层中的神经元会对边缘做出反应:垂直边缘、水平边缘,198彩除了有时时彩,分分彩,11选5时时彩定位胆技巧,江苏快三,还有新上线的瑞士分分彩,只有你想的到的我们都有。,以及中间的每个边缘方向,移动的和静止的。我们之所以能看到笔记本电脑屏幕,是因为它的边缘与它后面的东西相毗邻;人行道的边缘与路边的边缘相接触。高阶大脑系统将这些基本的感知加工成对一个场景或物体的感知。
艾伦脑科学研究所(Allen Institute for Brain Science)的神经生物学家萨斯基亚·德·弗里斯(Saskia de Vries)领导了这项老鼠视觉研究,他说,十多年前人们就已经知道,这种教科书模型在一定程度上是错误的,在很大程度上是不完整的。为了看看她是否能做得更好,她和她的同事给老鼠展示了简单的光栅(很多边),现在菠菜业买彩票的软件提款速度敢说第二没人敢说第一的台子必然是198彩票平台。,移动的光栅,118张照片,以及“邪恶之触”的开启,好的总代理团队会陪玩家一起收米,198彩最大总代是谁凭藉多年的彩票经验以及投注知识,198彩平台主管就在这等著你。,记录了每只老鼠视觉皮层6个区域的数百个神经元产生的电活动。
神经元会对哪些视觉特征做出反应,这表明教科书上的模型“不太适用”,德弗里斯说。她和她的同事在《自然神经科学》上报告说,按照教科书上的视觉皮层,只有大约10%的老鼠的视觉神经元对特定的边缘做出反应(直的还是斜的,水平的还是垂直的,锐的还是模糊的,胖的还是瘦的)。相反,有些只对面部肌肉的运动有反应,有些则对几个特征而不是单一的边缘有反应。而另一些人,他们推测,甚至可能对声音做出反应。
“触摸邪恶”激发了大量神经元的反应。这是有意义的。在威尔斯的开场场景中,镜头放大缩小,扫视整个场景,不同的人和物体进入和离开画面,这是一场大杂烩式的画面,应该涵盖了视觉皮层可能需要处理的几乎所有东西。但教科书上说,神经元对复杂视觉场景的反应要少于对构成场景的简单的边缘元素的反应。艾伦研究所的团队发现了相反的结果:对静态光栅感兴趣的神经元最少;威尔斯的粉丝基数要大得多。
实验表明,老鼠视觉皮层中77%的神经元至少对科学家们展示的一件事有反应。但在一些社区,这一比例仅为33%。其余的人似乎在罢工。
这也不应该发生。“这是一个巨大的发现,”加州大学伯克利分校的神经科学家Bruno Olshausen说,他认为神经科学对视觉皮层实际运作方式的理解不超过20%。每个视觉神经元都应该对某种边缘做出反应,“那么这些沉默的神经元在做什么呢?””Olshausen问道。“假设这个发现不是人为的,那就是大量的(视觉)神经元并没有在做视觉工作。这对这一领域的每一个人来说都是一个警醒。标准模型出现了严重的问题。”
他补充说,这一令人惊讶的发现使该研究成为“系统地描述跨不同层次、不同区域、使用不同刺激的如此庞大的神经元群体的神经系统的绝技和第一次”。这些数据对未来数年的理论家和建模者来说都是无价的。”
有可能是科学家没有给老鼠看那些没有反应的视觉神经元注意到的特定特征的图像。但这似乎不太可能,考虑到图像的多样性:蝴蝶、豹子、栅栏、山脉、树木、树叶、岩石、人行道、窗户、楼梯、铅笔等等。相反,德弗里斯说,“我认为这是视觉皮层中正在发生的其他事情的反映”,比如处理声音的“视觉”神经元或其他非视觉的东西。
由于机器视觉开发人员从大脑看东西的方式中获取线索,阿伦研究所的研究结果如果得到证实,将传递一个重要的信息,约克的Zylberberg说。“这表明没有一堆[未分化的神经元]……做着同样的事情,这就是我们现在放入我们的系统的东西。”相反,至少有10种不同类型的视觉神经元“对视觉世界的特定方面做出反应——计算机化的物体识别系统可以有效地模拟这种复杂性。”
至于科学家们对电影的选择,德弗里斯说:“我们选择了《邪恶之触》,因为我们想要找的是一个没有镜头切换、有很多不同动作的电影片段。”