我们的感知能力可以通过训练大幅度提高。例如,放射科医生经过多年训练能够从X光片中发现细微的病变;钢琴调音师可以分辨出极小的音高差别。李武教授及同事的最新合作研究发现,在视觉检测任务训练过程中,大脑视觉皮层神经元的群体编码能力逐渐被优化, 该过程与视觉感知能力的逐渐提高密切相关。研究论文发表在2014年10月期的Nature Neuroscience杂志上。
对视知觉学习脑机制的认识目前存在较大的争议,尤其是关于学习的效果是否能够被初级视觉皮层(V1区)编码。该研究在猕猴大脑V1区植入微电极阵列,在猴子接受视觉任务的强化训练过程中,对V1区大量神经元的反应进行了跟踪记录。运用神经信息解码的分析方法,研究发现V1神经元对视觉信息的群体编码能力随着每天的训练不断提高,这表现在神经元所携带的与任务相关的信息逐渐增加,而与任务无关的信息则被逐渐滤除。这些强有力的实验证据推进了相关理论的发展,表明初级感觉皮层编码能力的提高在知觉学习中起着重要的作用。
该研究由李武教授的博士生阎崟和陈明贵与脑科院的研究员Malte Rasch紧密合作完成;向小平博士、黄敏博士和吴思教授也参与了合作。文章发表后得到了国外同行的高度评价,专文评价刊登于同一期Nature Neuroscience杂志上(Das, A. (2014). Practice makes perfect. Nat Neurosci 17(10): 1295-1297.)
这项研究得到了科技部973项目、国家自然科学基金以及中央高校基本科研业务费专项资金的资助。
(Adapted from: Yan, Y., Rasch, M. J., Chen, M., Xiang, X., Huang, M., Wu, S., & Li, W. (2014). Perceptual training continuously refines neuronal population codes in primary visual cortex. Nature Neuroscience. doi: 10.1038/nn.3805)