8、新皮质处理架构的发展与可塑性

新皮质处理架构的发展与可塑性

1. 感知的神经机制与挑战

在自然环境中，复杂的刺激组合引导着我们的行为。比如，我们能通过眼睛形状、头发颜色、声音等多种刺激来认出朋友。那么，介导感知复杂刺激的生物行为过程是什么，又该如何模拟这些过程呢？

1.1 哺乳动物感知系统的一般特征

研究发现哺乳动物感知系统有以下几个一般特征：
- 感觉处理路径 ：感觉处理始于物理能量刺激相应的感受器，激活感觉通路到达丘脑核，进而通向大脑皮层的感觉区域。以视觉系统为例，光感受器激活视网膜中的神经节细胞，其纤维支配外侧膝状体核（LGN），LGN 的纤维再支配枕叶皮层的初级视觉区（V1）的神经元。
- 神经元响应特性 ：初级感觉区的神经元向感觉联合皮层的神经元发送传出信号，后续神经元对来自更大环境区域的更复杂刺激组合反应更强烈。如 V1 中的细胞仅在视野小区域出现特定方向的线条时才会响应（即 V1 神经元感受野小），而视觉联合区的细胞对某些线条组合反应强烈且感受野大。
- 反馈与前馈通路 ：从感受器到感觉联合皮层的前馈通路由循环通路补充。在视觉系统中，循环通路从 V1 延伸到 LGN，从深层到浅层感觉联合区，以及从运动联合区到感觉联合区。
- 感觉联合皮层细胞特性 ：感觉联合皮层中对复杂刺激组合有反应的细胞具有广泛的调谐特性，即它们对一种特定的刺激组合反应最强，但对其他组合也有反应。

1.2 连接性的决定因素

感觉系统的总体结构主要由遗传因素决定，但大脑区域内神经元之间的具体连