66、神经元如何编码非视觉对象及相关感知问题解析

神经元如何编码非视觉对象及相关感知问题解析

1. 神经元对非视觉对象的编码

在研究神经元如何编码非视觉对象时，以声音为例，研究人员会让神经元接触复杂多变的自然声音，然后利用计算机算法进行触发尖峰平均（加上统计归一化程序）。这种方法能识别出在神经元产生动作电位（尖峰）之前的不同时间间隔内，最突出的刺激频率。分析结果通常是一个伪彩色图，通过它可以预测神经元对其他复杂声音的反应。
例如，从图中可知某神经元对先出现的1kHz音调，随后10ms出现的5kHz音调会有强烈反应，但对持续的1kHz音调反应则会减弱，因为该频率既会抑制也会激发神经元（延迟不同）。
不过，这种尖峰触发平均（STRF）分析的结果并不一致。听觉通路较低层级的神经元，如中脑的下丘，往往会按照STRF分析的预测对复杂声音做出反应，但听觉皮层的许多神经元却并非如此。这是因为这些神经元对一段声音的反应往往取决于其声学环境，就如同我们对一个单词的理解常依赖于前文一样。

我们对听觉皮层中刺激编码的了解远不如视觉皮层详细，一方面是因为研究视觉皮层的人员更多、研究更深入，另一方面是视觉皮层的研究很少使用像STRF分析中那样复杂多变的刺激。例如，很少有研究探讨视觉皮层神经元在观看电影时的放电情况，而相关研究表明，V1神经元对电影的反应并不能完全从其对简单刺激（如线条和边缘）的反应中预测出来。

2. 通过触觉或味觉识别物体

除了视觉、嗅觉和听觉，我们还可以通过触觉识别物体。皮肤中有各种能被触摸或其他机械干扰激活的传感器，这些传感器的信息通过背侧丘脑传递到初级躯体感觉皮层（S1）。由于S1是按躯体定位组织的，物体与皮肤接触会以反映物体形状的空间模式激活S1，在初始接触或物体移动时，皮层激活尤为明显