30、基于动态场理论的认知神经方法

基于动态场理论的认知神经方法

1. 引言

在神经动力学中，认知究竟处于何种位置？能否找到通用原则来解释神经基质如何满足认知需求？要解答这些问题，需要一个能无缝整合神经表征方案、认知基础和神经场动力学的理论。

为了将理论建立在神经生理学基础上，我们要研究神经活动如何捕捉和表征世界的特定特征。同时，需要明确认知的定义，以确定神经机制的哪些特性使其能够支持认知过程。此外，还需选择合适的数学形式，赋予神经场适当的动力学特性，并且该数学理论要能解释行为实验数据，这些数据是潜在认知过程的可观察指标。

2. 动态场理论的神经生理学基础

为了理解神经场如何表征感知、动作或认知状态，我们从单个神经元开始，逐步过渡到大脑特定区域内的神经元群体。
- 神经调谐 ：神经调谐是将神经元活动与外部条件联系起来的经典概念。大多数高等神经系统中的神经元仅在刺激或运动参数（如颜色、形状或运动方向）处于特定范围内时才会活跃。在这个范围内，放电率通常是参数的非单调函数，这些函数被称为调谐曲线。许多情况下，调谐曲线呈高斯形或类似形状，以参数的“偏好”值为中心。例如，视觉皮层中的神经元可能对特定的视觉运动方向有强烈反应，当方向偏离该方向时，放电率会逐渐下降。
- 参数调谐示例 ：大脑中存在多种参数的调谐现象，如对感觉表面上刺激位置的调谐（如视网膜上视觉刺激的位置或皮肤上触觉刺激的位置），对运动空间的调谐（如扫视的目标位置或手部运动的方向），以及对非空间特征维度（如方向或颜色）的调谐。
- 群体编码假说 ：根据群体编码假说，当前编码的参数值信息由所有活跃神经