一种视皮层非经典感受野的模型
【国家自然科学基金】_感受野_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140801
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2013年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49
2012年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52
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动作识别 初级视觉皮层 初级视皮层 分数阶微分模板 分数阶微分 仿生图像处理 人类视觉 二元分布模型 三叉神经脊束核尾侧亚核 三叉神经根 time-to-first-spike编码 sigmoid函数 hmax模型 contour detection, receptive 3dgabor滤波器
推荐指数 3 3 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2014年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35
科研热词 视觉感知 感受野 非负稀疏编码 空间金字塔匹配模型 稀疏编码 神经元响应 支持向量机 拉普拉斯非负稀疏编码 图像分类 阈值分割 阈值 运动目标跟踪 轮廓检测 超完备集 视觉经验依赖可塑性 视觉神经通路 视觉剥夺 视觉信息整合 视差能量模型 视差功能柱 脉冲耦合神经网络 背根节神经元 背根节慢性压迫模型 纯音 立体感知 空间邻域 穴位敏化 短声 目标识别 正态分布 显著图 早期视觉环境 故障检测 拓扑基函数 延髓背柱核 广动力神经元 带宽 层级模型 学习 图像分割 双目视差 兴奋性 信息结合 信息处理技术 侧抑制 人眼神经元 下丘 上下文 crd
稀疏编码学习笔记整理（一）
稀疏编码学习笔记整理（⼀）最近新⼊⼿稀疏编码，在这⾥记录我对稀疏编码的理解（根据学习进度不断更新中）⼀，稀疏编码的概述稀疏编码的概念来⾃于神经⽣物学。
⽣物学家提出，哺乳类动物在长期的进化中，⽣成了能够快速，准确，低代价地表⽰⾃然图像的视觉神经⽅⾯的能⼒。
我们直观地可以想象，我们的眼睛每看到的⼀副画⾯都是上亿像素的，⽽每⼀副图像我们都只⽤很少的代价重建与存储。
我们把它叫做稀疏编码，即Sparse Coding.1959年,David Hubel和Toresten Wiesel通过对猫的视觉条纹⽪层简单细胞的研究得出⼀个结论:主视⽪层V1区神经元的感受野能对信息产⽣⼀种“稀疏表⽰”.基于这⼀知识。
1961年,H.B.Barlow[5]提出了“利⽤感知数据的冗余”进⾏编码的理论.1969年,D.J.Willshaw和O.P.Buneman等⼈提出了基于Hebbian 学习的局部学习规则的稀疏表⽰模型.这种稀疏表⽰可以使模型之间有更少的冲突,从⽽使记忆能⼒最⼤化.Willshaw模型的提出表明了稀疏表⽰⾮常有利于学习神经⽹络中的联想.1972年,Barlow推论出在(Sparsity)和⾃然环境的统计特性之间必然存在某种联系.随后,有许多计算⽅法被提出来论证这个推论,这些⽅法都成功地表明了稀疏表⽰可以体现出在⼤脑中出现的⾃然环境的统计特性.1987年,Field提出主视⽪层V1区简单细胞的⾮常适于学习视⽹膜成像的图像结构,因为它们可以产⽣图像的稀疏表⽰.基于这个结论,1988年,Michison明确提出了神经稀疏编码的概念,然后由⽜津⼤学的E.T.Roll 等⼈正式引⽤.随后对灵长⽬动物视觉⽪层和猫视觉⽪层的电⽣理的实验报告,也进⼀步证实了视觉⽪层复杂刺激的表达是采⽤稀疏编码原则的.1989年,Field提出了稀疏分布式编码(Sparse Distributed Coding)⽅法.这种编码⽅法并不减少输⼊数据的,⽽是使响应于任⼀特殊输⼊信息的神经细胞数⽬被减少,信号的稀疏编码存在于细胞响应分布的四阶矩(即Kurtosis)中.1996年,Olshausen和Field在Nature杂志上发表了⼀篇重要论⽂指出,⾃然图像经过稀疏编码后得到的类似于V1区简单细胞的反应特性.这种稀疏编码模型提取的基函数⾸次成功地模拟了V1区简单细胞感受野的三个响应特性:空间域的局部性、时域和频域的⽅向性和选择性.考虑到基函数的超完备性(基函数⼤于输出神经元的个数),Olshausen 和Field在1997年⼜提出了⼀种超完备基的稀疏编码算法,利⽤基函数和系数的模型成功地了V1区简单细胞感受野.1997年,Bell和Sejnowski 等⼈把多维独⽴分量分析(Independent Component Analysis, ICA)⽤于⾃然图像数据分析,并且得出⼀个重要结论:ICA实际上就是⼀种特殊的稀疏编码⽅法.21世纪以来,国外从事稀疏编码研究的⼈员⼜提出了许多新的稀疏编码算法,涌现出了⼤量的稀疏编码⽅⾯的论⽂,国内研究者在稀疏编码和应⽤⽅⾯也作了⼀些⼯作],但远远落后于国外研究者所取得的成果.稀疏编码的⽬的：在⼤量的数据集中，选取很⼩部分作为元素来重建新的数据。
深度学习之卷积神经网络经典模型介绍
深度学习之卷积神经网络经典模型介绍1. AlexNet(2012)论文来自“ImageNet Classification with Deep Convolutional Networks”，在2012年ILSVRC（ImageNet Large-Scale Visual Recognition Challenge）赢得了分类识别第一名的好成绩。
2012年也标志卷积神经网络在TOP 5测试错误率的元年，AlexNet的TOP 5错误率为15.4%。
AlexNet由5层卷积层、最大池化层、dropout层和3层全连接层组成，网络用于对1000个类别图像进行分类。
AlexNet主要内容1.在ImageNet数据集上训练网络，其中数据集超过22000个类，总共有大于1500万张注释的图像。
2.ReLU非线性激活函数（ReLU函数相对于tanh函数可以减少训练时间，时间上ReLU比传统tanh函数快几倍）。
3.使用数据增强技术包括图像转换，水平反射和补丁提取。
4.利用dropout方法解决过拟合问题。
5.使用批量随机梯度下降训练模型，使用特定的动量和权重衰减。
6.在两台GTX 580 GPU上训练了五至六天。
2. VGG Net（2014）2014年牛津大学学者Karen Simonyan 和Andrew Zisserman 创建了一个新的卷积神经网络模型，19层卷积层，卷积核尺寸为3×3，步长为1，最大池化层尺寸为2×2，步长为2.VGG Net主要内容1.相对于AlexNet模型中卷积核尺寸11×11，VGG Net的卷积核为3×3。
作者的两个3×3的conv层相当于一个5×5的有效感受野。
这也就可以用较小的卷积核尺寸模拟更大尺寸的卷积核。
这样的好处是可以减少卷积核参数数量。
2.三个3×3的conv层拥有7×7的有效感受野。
尔雅通识课大脑的奥秘
1 判断题具备生命特征的所有动物都有大脑;我的答案：×得分：分2 判断题裂脑人是由于外科手术造成两侧大脑相互独立工作;我的答案：√得分：分3 判断题人对自我,对他人,对社会的看法是社会学层次的讨论对象,难以用脑这一自然科学研究对象来表现;我的答案：×得分：分4 判断题传统的东方人和西方人对家庭和亲人的看法有所不同,它们可以在特定的脑区找到不同的激活方式;我的答案：√得分：分1 判断题现代科学技术可以用光来控制神经细胞的反应,可以控制特定的大脑核团; 我的答案：√得分：分2 判断题隐藏在内心深处的秘密不告诉别人,也没有方法被人破解;我的答案：×得分：分3 判断题特定的大脑核团执行特定的任务,它的病变造成功能丧失,表现的症状是相似的;我的答案：×得分：分4 判断题脑的生物电信号可以被用来解读,从而控制机器;我的答案：√得分：分1 单选题可以无损伤地看到大脑的功能活动;A.单电极记录B.功能核磁共振C.内源信号光学成像D.深度脑刺激我的答案：B得分：分2 单选题人脑中有神经元;万亿亿亿我的答案：D得分：分3 单选题神经元的细胞体大小为;毫米厘米微米纳米我的答案：C得分：分4 判断题神经元之间的连接方式一旦建立就不会改变; 我的答案：×得分：分1 单选题是神经元所不具备的;A.细胞核B.树突C.细胞壁D.轴突我的答案：C得分：分2 单选题髓鞘起到的主要作用是;A.传送营养物质B.传送带电离子C.绝缘D.接受电信号我的答案：C得分：分3 单选题树突小棘的主要作用是;A.传送动作电位B.合成蛋白C.接受其它神经元的输入D.接受外源营养我的答案：C得分：分4 判断题神经元的大小形状基本一致;我的答案：×得分：分1 单选题突触前膜囊泡的释放是由触发的;A.钙离子B.神经递质D.纳离子我的答案：C得分：分2 单选题电突触具备特点;A.突触延迟B.神经递质释放C.前膜与后膜相互独立隔绝D.信号可双向传递我的答案：D得分：分3 判断题突触是神经元之间进行信息交流的主要位点; 我的答案：√得分：分4 判断题电突触是人脑中占据主导地位的突触形式; 我的答案：×得分：分1 单选题不能打开离子通道;A.机械力B.化学递质C.电压D.水分子我的答案：D得分：分2 单选题离子通道是;A.多糖大分子B.磷脂分子C.蛋白质复合物D.核糖核酸大分子我的答案：C得分：分3 单选题离子通道开关主要是由于;A.离子浓度差B.细胞膜的流动C.基因的表达D.蛋白构象的变化我的答案：D得分：分4 判断题机械力能使某些离子通道打开;我的答案：√得分：分1 单选题钠钾泵最重要的意义在于;A.消耗ATPB.维持兴奋性C.维持离子平衡D.建立膜内外电势差我的答案：D得分：分2 单选题形成静息电位的主要离子机制是;A.钙离子内流B.氯离子内流C.钠离子内流D.钾离子外流我的答案：D得分：分3 单选题细胞对下列离子的通透性最好的是;A.钾离子B.钠离子C.钙离子D.氯离子我的答案：A得分：分4 判断题氯离子和钠离子一样,膜外浓度高于膜内浓度,钠离子平衡电位为正,但是氯离子的平衡点位是负值;我的答案：√得分：分1在化学信号转换成电信号的过程中,神经递质使通道打开,钠离子内流,引起去极化产生动作电位;下列说法错误的是;A、受到刺激产生的电信号,不仅有钠离子内流引起的去极化,也有氯离子内流和钾离子外流引起的复极化产生,所以产生的电信号是多种离子流动共同产生的整合信号B、神经递质作用受体之后一段时间后会被吸收,然后通道会关闭,然而钾离子不断外流恢复到静息电位C、细胞膜对钾离子的通透性较好,在动作电位产生时,钾离子的跨膜速度也是最快的D、神经元受到刺激后产生动作电位去极化,钾离子依然是向细胞膜外流动我的答案：C 得分：分2影响静息电位的因素不包括;A、膜内外钾离子浓度差B、膜对各离子的通透性,钠离子、钾离子、钙离子和氯离子等C、钠钾泵的存在D、细胞ATP浓度我的答案：D 得分：分3乙酰胆碱与N型受体结合,结构改变使丝氨酸和苏氨酸负电基团暴露在通道中心处,所以该通道能够使合适的阳离子顺利通过,包括钠离子的内流和钾离子的外流;我的答案：√ 得分：分4神经元接受两个的独立的时间上接近的刺激后,突触后电位是呈现一个非线性的叠加状态;我的答案：√ 得分：分1下列离子通道选择性打开时,会引起神经兴奋的是;A、通道B、通道C、通道D、通道我的答案：C 得分：分2不同的神经递质作用不同的受体产生的效果不会是;A、兴奋或抑制B、反应迅速或缓慢、长期或短期C、反应强烈或柔和D、反应或不反应我的答案：D 得分：分3神经递质从前膜释放作用于后膜引起电位变化,完成了化学信号到电信号的转换,不同的神经递质和不同的受体产生的电信号会不同;我的答案：√ 得分：分4谷氨酸对于任何受体来说都是兴奋性神经递质;我的答案：×得分：分1电信号传递的衰减与无关;A、神经树突的半径B、神经树突的长度C、神经传递是否存在分支D、以上都是我的答案：D 得分：分2神经元树突半径变大,衰减率会;A、增强B、减弱C、与半径无关D、先增强然后再减弱我的答案：B 得分：分3下图哪条曲线反映的是神经传递由细支到粗支传递的衰减变化过程;A、AB、BC、CD、D我的答案：C 得分：分4由于神经树突存在电阻,电信号的传递是不断衰减的;我的答案：√ 得分：分1下列说法正确的是;A、电特性长度取决于神经树突的物理长度B、同一神经元树突的电特性长度是一定的C、神经树突存在着多种离子通道,在传递过程中使得电信号衰减,电特性长度边长D、树突上的离子通道通透性增强,导致电特性长度变短我的答案：C 得分：分2下列说法错误的是;A、树突的形状、结构和分布不是随意的,它形成的背后符合生理特性,是有计算且有意义的B、电信号的传递在神经元中由外到内和由内到外传递效果是不同的C、兴奋性电信号和抑制性电信号共同作用在突触后有可能整合表现为无信号D、两种不同分支的信号在突出后整合是线性叠加的我的答案：D 得分：分3从突触前两个分支给予一个单位的刺激,整合到突触后电位表现为;A、一个单位电信号B、两个单位电信号C、大于一个单位小于两个单位电信号D、大于两个单位电信号我的答案：C 得分：分4电信号由中枢向周围传递的电特性长度表现比由周围向中枢传递的电特性长度要长; 我的答案：×得分：分1神经元对于动作电位的编码和传递过程中,不是我们极力要求的;A、不要衰减B、高保真C、传递迅速D、可以在树突上产生我的答案：D 得分：分2动作电位产生之后达到峰值,开始复极化直到恢复到静息电位,其中复极化产生最主要的原因是;A、钠通道失活,电压门控钾通道大量开放B、氯离子不断内流C、时间的延长信号不断衰减D、钠钾泵不断工作我的答案：A 得分：分3动作电位的特点不包括;A、全或无B、信号强度可变C、不可叠加D、具有不应期我的答案：B 得分：分4我们都知道,动作电位的产生是具有全或无的特征,在局部电位信号高于一定数值时,钠通道打开,快速引起去极化,产生动作电位;我的答案：√ 得分：分1的病因是无法形成新生的非陈述性记忆;A、HM症B、USN症C、Creatzfeldt-Jakob病D、Gerstmann综合症我的答案：A 得分：分2关于海马受损的说法正确的是;A、损伤前的旧记忆几乎消失而并不影响新的记忆形成B、损伤前的旧记忆不受影响而新的记忆形成受到阻碍C、损伤前的旧记忆和新的记忆形成都不受影响D、损伤前的旧记忆消失且新的记忆无法形成我的答案：B 得分：分3HM症患者在海马体功能完全丧失切除或损毁后无法形成任何新生记忆; 我的答案：×得分：分4长期住院并插有食道管的病人,在康复出院后取下食道管并练习自主吞咽过程属于非陈述性记忆;我的答案：√ 得分：分1与长时记忆无关;A、NMDAB、ACTHC、PKAD、Mrna我的答案：B 得分：分2下面说法正确的是;A、短时记忆和长时记忆是由两个完全互不干扰的通路控制B、蛋白激酶C可以使AMPA受体受到永久性活化C、细胞质内的第二信使可以激活核区的CREB蛋白D、长时记忆的产生仅表现为突触联系增多而无分子水平的变化我的答案：C 得分：分3大脑皮层CA1区锥体细胞中包含两类受体：AMPA受体和NMDA受体,这两种受体都是的通道; 我的答案：×得分：分4LTP是学习和记忆关系的关键神经机制;我的答案：√ 得分：分1关于不同种类的记忆在脑区中的定位正确的是;A、在海马产生运动性条件反射B、在海马学习运动技巧C、在海马产生陈述性记忆D、在海马产生非陈述性记忆我的答案：C 得分：分2海兔的缩腮反射是研究习惯化极好的模型,缩腮反射习惯化产生的原因是;A、喷水管皮肤上的感觉神经末梢对刺激的敏感性降低B、缩腮肌肉对来自L7运动神经元信号的反应能力降低C、感觉神经元和运动神经元之间的突触发生了变化D、突触上的通道经过反复开放后使得单个动作电位引起的突触前内流增加我的答案：D 得分：分3海兔的缩腮反射可以被5-HT受体、第二信使以及PKA调节,使得该反射反应敏感化; 我的答案：√ 得分：分4程序性记忆包括运动技巧、认知技巧和情景记忆;我的答案：×得分：分1 单选题关于经典条件反射正确的是;A.只有高等脊椎动物才会产生经典条件反射B.经典条件反射包括延缓条件反射和痕迹条件反射C.遗忘症病人无法建立和保持延缓条件反射D.延缓条件反射和痕迹条件反射都属于陈述性记忆我的答案：B得分：分2 单选题以下说法正确的是;A.恐惧学习属于情绪学习的一种B.海马体在情绪学习中起到重要作用C.情绪学习的周期较短,容易被轻易遗忘D.一些激素如肾上腺素会对情绪学习产生负影响我的答案：A得分：分3 单选题关于视觉启动效应,下列说法错误的是;A.它发生在初级视皮层B.它能加强个体地近期遇到过的刺激形成知觉的能力C.它能提高个体对熟悉管径感知的速度和效率D.它的发生依赖于内侧颞叶和海马我的答案：D得分：分4 判断题大脑具有分类学习的能力,这种能力与小脑有较大关联;我的答案：×得分：分1 单选题以下说法不正确的是;A.海马参与中、短期记忆B.长期记忆存储于海马中C.在记忆形成时前额叶皮层促进皮质元件向海马投射D.一旦皮质元件之间建立起联系,前额叶皮层会阻断向海马投射我的答案：B得分：分2 单选题关于情景记忆,不正确的说法是;A.前额叶受损仅对老人的源头记忆有影响,而对小孩则不会产生影响B.对情景记忆的知觉又称自主意识C.情景记忆来自多个皮层的影响D.情景记忆受老化影响很大我的答案：A得分：分3 判断题Hebb学说认为神经网络的学习过程最终是发生在神经元之间的突触部位,突触的联结强度随着突触前后神经元的活动而变化,变化的量与两个神经元间的反应程度有关; 我的答案：√得分：分4 判断题对正常人和遗忘症病人同时进行镜像反转英文单词阅读的训练,发现病人的认知技巧明显不如正常测试者;我的答案：×得分：分1有的小朋友,左眼弱视,一般会怎样纠正;A、将左眼挡住B、将右眼挡住C、配戴近视镜D、弱视不需要纠正我的答案：B 得分：分2就人来说所谓的视觉发育关键期,大概的来说是在;A、终身具有关键期B、在胎中发育就进入关键期C、在出生后才进入关键期,然后再慢慢脱离关键期D、在青春期的时候,进入关键期我的答案：C 得分：分3在小动物生长关键期内,将一只眼挡住即为剥夺眼培养一段时间后,对应的脑功能区会缩小,将剥夺眼恢复视觉正常环境,去掉挡光,在培养一段时间,对应的脑功能区又会恢复;我的答案：√ 得分：分4视觉关键期指在动物发育早期特定时间内,视觉经验变化能引起视觉皮层功能快速的显着变化,当视觉变化在关键期内该功能变化为可逆的,在关键期之外的变化则转变为终身不可逆;我的答案：√ 得分：分1 单选题有的小朋友,左眼弱视,一般会怎样纠正;A.将左眼挡住B.将右眼挡住C.配戴近视镜D.弱视不需要纠正我的答案：B得分：分2 单选题就人来说所谓的视觉发育关键期,大概的来说是在;A.终身具有关键期B.在胎中发育就进入关键期C.在出生后才进入关键期,然后再慢慢脱离关键期D.在青春期的时候,进入关键期我的答案：C得分：分3 判断题视觉关键期指在动物发育早期特定时间内,视觉经验变化能引起视觉皮层功能快速的显着变化,当视觉变化在关键期内该功能变化为可逆的,在关键期之外的变化则转变为终身不可逆;我的答案：√得分：分4 判断题在小动物生长关键期内,将一只眼挡住即为剥夺眼培养一段时间后,对应的脑功能区会缩小,将剥夺眼恢复视觉正常环境,去掉挡光,在培养一段时间,对应的脑功能区又会恢复;我的答案：√得分：分1下列不属与神经计算基元的是;A、多糖分子B、微观层次离子通道C、神经元简化模型D、介观层次神经元集群模型2下列说法正确的是;A、现在有很多门是当我们走近它的时候,它会自动打开,这是一种类似于神经网络学习的人工智能B、人工智能深度学习神经网络,是一种类似于神经网络结构,存在多种层次结构相互连接存在多种投射大数据大运算的一种仿生C、人工智能翻译目前可以流畅准确的翻译文学作品D、现在的机器人可以有情绪和意识我的答案：A 得分：分3在大脑神经智能上存在一种统一的基元,它就是神经元功能柱;我的答案：×得分：分4突现的生命特征,是神经系统在高级层次上产生认知、情绪、语言、意识的原因; 我的答案：√ 得分：分1对下图理解正确的是;A、图一黑色边缘在感受野之外,感受野受到亮光刺激,中心兴奋周边抑制,总体表现为少许兴奋B、图二黑色边缘与中心区域相切,左侧少许周边致被覆盖,所以中心区完全兴奋,周边抑制区抑制作用减弱,总体表现较强兴奋C、图三黑色边缘已掠过中心区将其完全覆盖,只有少量周边抑制区受到刺激,总体表现为抑制D、以上说法均正确.我的答案：D 得分：分2下列条带在视觉表现那个更醒目A、红字蓝底B、黄字蓝底C、绿字蓝底D、蓝字蓝底我的答案：B 得分：分3马赫带现象是在黑边相间的条纹图案中,在黑白边界处,白的略显暗淡,黑的显得更亮一些;4马赫带的存在实质上是欺骗我们的,使我们看到的世界并不真实,因此它的存在具有消极意义;我的答案：×得分：分1关于节律运动说法正确的是;A、刻板的、重复性的运动;B、可以随时开始;C、一旦发起只需要意识较低限度的维持;D、可以随时终止;我的答案：C 得分：分2下列猫在运动过程中猫爪停留在空中时间说法正确的是;A、慢速行走的时候在空中停留时间最长；B、快跑的时候在空中停留时间最长；C、一般运动状态下在空中停留时间最长；D、任何状态时间均相等;我的答案：D 得分：分3猫狗的搔抓反射其实就是一个中间神经元通过抑制性中间神经元来抑制另外一个中间神经元,从而使屈肌运动神经元和伸肌运动神经元轮流发挥作用;我的答案：√ 得分：分1运动的精细控制受到怎样的调节A、基底神经不仅有兴奋作用,又有抑制性作用B、基底神经传递有直接通路C、基底神经有间接通路D、以上全正确我的答案：D 得分：分2直接通路在尾核和壳核刺激,经苍白球内侧部,到丘脑复合体,然后传递到大脑皮层,最终表现为兴奋;我的答案：√ 得分：分3在间接通路中,在尾核和壳核处刺激,抑制经苍白球外侧, 再到苍白球内侧,再到丘脑复合体,最终表现为兴奋; 我的答案：×得分：分1对帕金森症的手术治疗有;A、苍白球局部损毁切除B、脑深部电刺激DBSC、干细胞移植手术D、上述均正确我的答案：D 得分：分2亨廷顿症的临床症状表现为;A、不自主抽搐手舞足蹈,易抑郁B、肌肉僵直运动缓慢C、思维迟钝智能障碍D、安静状态时,手、头不自主震颤我的答案：A 得分：分3帕金森综合征,能够有效治疗;A、多巴胺B、L型多巴C、乙酰胆碱D、去甲肾上腺素我的答案：B 得分：分4亨廷顿病影响的是间接通路,影响刺激到苍白球外侧途径,其抑制性减弱最终表现是兴奋性增强;我的答案：√ 得分：分1会导致右侧视野完全丧失;A、切断左侧视神经B、切断右侧视神经C、切断左侧视束D、沿中部切开视交叉我的答案：C 得分：分2关于眼部病变的相关疾病说法错误的是;A、青光眼患者的房水压高导致视神经离开眼球,视神经轴突萎缩B、视网膜剥离症患者会对光照和阴影产生错觉C、色素性视网膜炎是一种与基因突变有关的疾病,表现为渐进的光感受器退行性病变D、患有黄斑退化的病人首先表现为周边视觉和夜视的丧失,随后会可能完全致盲我的答案：D 得分：分3眼睛具有两类光感受器细胞,一个主要在低亮度下工作,一个主要在高亮度下工作; 我的答案：√ 得分：分4视网膜的输出可以完全忠实地反应出当前的光强度;我的答案：×得分：分1视锥细胞中存在对三种不同波长敏感的蛋白,根据这三种蛋白可将视锥细胞分为;A、红锥,黄锥,蓝锥B、红锥,绿锥,蓝锥C、橙锥,紫锥,绿锥D、红锥,紫锥,蓝锥我的答案：B 得分：分2以下关于视网膜细胞的描述正确的是;A、视觉信息流的最为直接的通路是由光感受器通过双极细胞至神经节细胞的传递B、除了神经节细胞之外还有多种视网膜细胞参与视觉输出C、无长突细胞接收来自光感受器的输入,并通过侧向轴索影响周围的双极细胞和光感受器D、水平细胞接受双极细胞的输入,并通过侧向投射影响周围的神经节细胞、双极细胞我的答案：A 得分：分3由于视杆细胞与视锥细胞中都含有视色素,因此它们对于色觉都有显着贡献; 我的答案：×得分：分4视网膜具有双重性,暗视视网膜只使用视杆细胞,而明视视网膜主要使用视锥细胞; 我的答案：√ 得分：分5视网膜中主要的光敏细胞是光感受器;所有其他细胞仅通过与光感受器的直接或间接的突触联系受到光的影响;我的答案：√ 得分：分1关于双极细胞的叙述不正确的是A、双极细胞分为撤光双极细胞OFF细胞和给光双极细胞ON细胞;B、双极细胞的中心感受野与周边感受野的膜电位对光反应相同,即对中心光照能使双极细胞去极化那么对其周边光照也会使双极细胞去极化;C、双极细胞的中心感受野是一个提供直接光感受器输入的圆形视网膜区域,周边感受野是一个通过水平细胞提供输入的视网膜环形区域;D、OFF细胞谷氨酸门控的阳离子通道通过内流介导经典的去极化兴奋性突出后电位EPSP 我的答案：A 得分：分2视觉系统具有并行处理机制,关于其特点的描述不正确的是A、使用两只眼睛观察可以产生两个并行的信息流;B、给光和撤光中心神经节细胞能够独立感知明暗信息;C、给光和撤光中心神经节细胞具有不同的感受野;D、给光和撤光中心神经节细胞有着相同的反应特性.我的答案：D 得分：分3人类的视觉系统特化为对局部空间的变化进行检测,而不是对落在视网膜上的光的绝对幅度进行检测;因此对光或暗的感知不是绝对的而是相对的;我的答案：√ 得分：分4光感受器在光照时释放的递质分子多于在暗中释放的递质分子;我的答案：×得分：分1颜色对立细胞对光的波长差异十分敏感,例如表示细胞具有红色给光中心以及绿色撤光周边,那么对于该细胞;A、仅对中心给红光刺激无法引起神经节细胞的反应B、给予周边绿光刺激会引起神经节细胞反应C、给予中心绿光刺激会引起神经节细胞强烈反应D、对中心和周边同时给红光刺激无法引起神经节细胞的反应我的答案：B 得分：分2对于撤光中心神经节细胞输出的说法正确的是;A、感受野中心“看”到明-暗边界刺激光照一侧的细胞最兴奋B、感受野中心“看”到明-暗刺激边界阴影一侧的细胞最兴奋C、感受野中心“看”到全光照刺激时细胞最兴奋D、感受野中心“看”到全黑暗刺激时细胞最兴奋我的答案：B 得分：分3下面关于X和Y细胞的描述正确的是;A、X、Y细胞是在恒河猴中的分类名称,对应猫的分类是P细胞和M细胞B、X细胞对变化敏感,而Y细胞对光强和细节敏感C、X细胞的对比敏感性函数可分解为中心和周边两个独立函数之差D、Y细胞的对比敏感度比X细胞的对比敏感度低我的答案：C 得分：分4当正弦光栅在空间上处于相对于感受野中心奇对称时,X细胞无反应,此时感受野所受光照等于平均光强; 我的答案：√ 得分：分1关于LGN两种放电方式不正确的是;A、神经元膜电位处于相对超极化状态时表现为持续型放电B、神经元膜电位处于相对超极化状态时表现为爆发型放电C、细胞爆发型放电的原因是T型钙通道打开从而引起足够大的钙电流D、细胞持续型放电时T型钙通道关闭我的答案：A 得分：分2外膝体LGN是视觉信息处理通路上位于大脑的结构,关于LGN的说法正确的是;A、猫科动物、灵长类等高级哺乳动物的LGN一般分为6个层次B、由于LGN神经元感受野的性质与视网膜神经节细胞相似,因此一般认为LGN在信息处理上仅起到简单的传递作用C、外膝体神经元分为中间神经元和中继细胞两类D、中间神经元和中继细胞的胞体与纤维都在LGN内我的答案：C 得分：分3LGN细胞的动作电位都可以表现为持续型放电和爆发型放电两种方式;我的答案：√ 得分：分4视网膜传递信息至LGN进而传递到视觉皮层是一个单向传递过程;我的答案：×得分：分1关于视觉皮层的描述正确的是;A、灵长类的初级视觉皮层为17区,位于大脑的前额叶B、初级视觉皮层可用尼氏染色法进行染色C、初级视觉皮层分为5层,每一层都含有神经元D、初级视觉皮层从白质开始依次命名为I层~VI层我的答案：B 得分：分2简单细胞主要分布于视皮层的17区第IV层内,根据其感受野亚区的不同还可以分为方位选择性及方向选择性等,关于简单细胞的说法正确的是;A、根据光条在细胞感受野上的位置可以把简单细胞分为ON型和OFF型B、每个简单细胞的给光和撤光中心都有与之协同的周边C、方位选择性细胞对于多种方向的光刺激均有较好的反应D、方向选择性细胞对于多种光的运动方向均有较好的反应我的答案：A 得分：分3LGN方向敏感性可以通过后天的训练获得;我的答案：×得分：分4LGN细胞方位选择性的三种假说汇聚理论、皮层内正交抑制理论以及皮层内回馈理论都是主要的神经机制;。
视觉通路[精华]
![视觉通路[精华]](https://img.taocdn.com/s3/m/431175e0bb0d4a7302768e9951e79b8969026844.png)
视觉通路背侧通路：where通路，视皮层一些区域联合形成的系统，参与空间位置知觉，开始于纹状皮层，结束于后顶叶。
腹侧通路：what通路，视皮层的一些区域联合形成的系统，参与形状知觉，开始于纹状皮层，结束于下颞叶。
躯体感觉通道：面部感觉信息通过三叉神经传递皮肤、肌肉体感器官信息通过脊髓传导，有两种：背侧柱-内侧丘系通路：传递精确定位的信息（触觉），通过脊髓背侧柱上行至延髓，在延脑中交换至对侧后通过内侧丘系传至丘脑腹后侧核即躯体感觉终继核团。
脊髓-丘脑通路：传递非精确定位的信息（温度觉等），一到达脊髓即与其他神经元形成联结，交换至对侧后通过脊髓丘脑通路上行至丘脑腹后侧核。
听觉通路：耳蜗神经节→延髓耳蜗核→上橄榄核群（外侧丘系）→中脑下丘→丘脑内侧膝状体→颞叶。
视觉失认症：视敏度正常，但由于脑损伤导致无法正确知觉，视觉联合皮层统觉视觉失认症：高级视知觉缺失视敏度正常仍无法知觉物体联想视觉失认症：视知觉与言语系统分离导致，可以描画不能命名，可以借助其他感觉帮助命名光感受器：视杆细胞：1.2亿视网膜周围中央凹周围弱光提供黑白信息视敏度低视锥细胞：600万视网膜中央中央凹中强光提供色彩信息视敏度高感受野：视野的一部分，呈现于该细胞感受野内的光线刺激引起该细胞发放率的变化，由近似圆形的中心部和环形的外周部组成。
刺激中心部和外周部引起相反的变化：ON细胞被呈现在中央部的光线激活，被外周部的光线抑制，OFF细胞相反。
味觉通道：舌尖通过面神经分支鼓索传递到孤束核，舌头尾端通过舌咽神经和迷走神经到达孤束核，孤束核将轴突传至丘脑腹后内侧核，在传至前额叶底部和岛叶初级味觉皮层。
睡眠阶段：第一阶段，3.5~7.5HZ的θ波10min；第二阶段，纺锤波和K复合波出现15min；第三阶段，δ波出现，δ波占脑电波的20%~50% 20min，第四阶段，δ波占脑电波的50%以上45min。
血脑屏障：大脑细胞和血管之间液体传递和交换的屏障，由血管的内皮细胞生成。
视觉的基本知识
盖式塔组合规律
相似律
接近律
盖式塔组合规律
光顺律
闭合律
盖式塔组合规律
对称律
简化律
盖式塔组合规律
完形趋向律
图形——背景律
盖式塔组合规律的应用之一---感知修复
场景图
灰度轮廓
输入立体图对
立体视觉中的深度感知和表面完全化的相互作用机制研究 (2005,中科大博士论文, )
静电场
在眼中 在大脑和到大脑的通路中
输入图像
光学系统
光信号
视网膜
电信号
视觉信息处理
感知
传导
处理
1.2 神经元及视觉神经结构
神经元细胞是由细胞体,输入机构(dentrites),和输 出机构(突触axon)组成. 神经元的基本工作方式为激活与抑制两种状态。 当输入端的生物电变化时，细胞体状态变化并产 生一个相应的生物信号.
不准确 与识别对象知识关系不大 带有主观性 人类视觉所独有,发挥了积极作用
1.视觉的适应和对比特性
人的实际视觉感受并不与客观目标的物理度量严格 一致，而是与所看到的目标的周围环境、变化过程 有关。 人们的视觉感受往往是通过相对比较而得到的。这 种比较包括与四周空间存在的“模式”进行比较， 也包括时间上先前出现的“模式’’进行比较。这 里的模式指亮度级别、色彩类型、形状因素等。 这种依赖于相对比较而得到感受的视觉特性称为适 应性或对比性。
眼球构造
从人眼的构造可知，它的 光路是由以下几部分组成： 前眼房(角膜、水样液)、 虹膜和瞳孔、水晶体、玻 璃体等。
人类的眼球是一个相当复杂, 精细的光学仪器
认知神经科学_整理
1.什么是认知神经科学答：认知神经科学是在传统的心理学、生物学、信息科学、计算机科学、生物医学工程，以及物理学、数学、哲学等学科交叉的层面上发展起来的一门新兴学科，旨在阐明自我意识、思维想像和语言等人类高级精神活动的神经机制。
答（百科）：认知神经科学认知神经科学的研究旨在阐明认知活动的脑机制，即人类大脑如何调用其各层次上的组件，包括分子、细胞、脑组织区和全脑去实现各种认知活动。
2．认知神经科学研究技术答：①脑电图与事件相关电位的发展：20 世纪50 年代末随着计算机在生物学中的应用导致事件相关电位（ERP）问世。
②脑磁图的发展：第一套有屏蔽室的脑磁图系统（MEG）设在麻省理工学院的Francis Bitter Magnetic 实验室。
③正电子断层扫描技术：20 世纪70 年代中期发展起来的核医学成像技术。
④功能磁共振成像的发展：20 世纪90 年代脑研究领域发展最迅速的一种非侵入性活体脑功能检测技术。
⑤光学成像技术：时间和空间分辨率已达约5μm 的物方元和每秒25 帧以上的视频速度。
3.神经解剖方法一、单个神经元1．Golgi 法（1）Golgi 于1873 年开始使用。
（2）适用于染年轻的脑细胞。
2．细胞内染色法（1）细胞内注射示踪剂技术。
（2）用于对靶神经元进行电位记录3．电子显微镜用于观察细胞及亚细胞的微细结构二、神经元群1．尼氏染色法（1）1894 年Nissl 发明。
（2）用于划分皮层下核团及皮层区的界限，以及测定细胞数量和密度。
2．免疫细胞化学（1）用于揭示神经细胞亚群的新方法。
（2）对靶细胞标记相应的抗体。
3．组织化学使用成色剂沉淀为酶反应的最终产物，从而揭示细胞和突起对某些物质起正反应的一种技术。
4．细胞色素氧化酶标记细胞色素氧化酶呈现为特殊的斑块形状。
三、连接1．Nauto 法（1）1954 年，Nauto 改进的银染色法（2）用于对长距离的连接。
2．顺行和逆行示踪剂（1）顺行示踪剂：示踪剂被胞体和树突摄入，并沿轴突被动运送至末梢。
感受野定义
人类（生物）视觉与机器视觉
• 了解人类视觉对研究机器视觉具有启发性
• 研究机器视觉可以牵引人类视觉的研究
• 人类视觉研究艰难
• 灵长类动物视觉研究 • 其它生物视觉的研究
• 人眼能看到的光谱
范围从380纳米到780 纳米－可见光谱。 •不同波长对应不同 色彩感觉，不同强度 和强度分布的光刺激 人眼，在人脑中将产 生不同的光强、颜色、 形状等视觉信息．
第二通路上丘和
顶盖前区>丘脑枕> 视皮层
视觉第一通路
成像原理、系统坐标系？
感受野
•任何一种神经细胞的输 出都依赖于视网膜上的许 多光感受器； •任何一个光感受器的输 出将对许多神经细胞的输 出有贡献。 感受野定义： 直接或间接影响某一特定 神经细胞的光感受器细胞 的全体。
感受野分两大类：
On－型感受野： 由中心的兴奋区域 和周边的抑制区域 构成的同心圆结构
Off－型感受野： 由中心抑制和周边 兴奋？
视网膜感受野神经节 细胞数学模型
马赫带现象及其生理基础
人类视觉构造
角膜、巩膜； 脉络膜、睫状体、虹膜 视网膜>黄斑>中央凹 锥体细胞－明视觉细胞 杆体细胞－暗视觉细胞
视觉通路
入视网膜>杆体和 锥体细胞>神经信 号>神经节细胞加 工 > 神经信号 > 出视网膜>视神经 束>视交叉部分地 交换神经纤维 > 形成新视束>中枢 地各个部位；
第一通路外膝体
或外膝核、四叠体 上丘顶盖前区和皮 层等
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第33卷第2期燕山大学学报V ol.33No.2 2009年3月Journal of Yanshan University Mar.2009
0引言
人类视觉通路上各层次的神经细胞，由简单到复杂，它们所处理的信息，分别对应于视网膜上的一个局部区域，层次越深入，该区域就越大，这就是著名的感受野（receptive field）等级假设；感受野其外部的周边区域称之为非经典感受野（non-classical receptive field），它对感受野具有调制的作用。
心理物理学的研究表明，对某一局部图形特征的感受会受到周围图形特征的影响，这种视觉感知结果和对在主视觉皮层中的神经细胞做的神经生理测量的结果是一样的。
这些研究表明，一个具有方向选择的视觉神经元如果被它周围外加的另外的方向刺激，那么此神经元对它所对应的经典感受野的刺激将会减少[1]。
神经心理学家把这种现象称作非经典感受野抑制[2-3]，在视觉皮层中大约80％的方向选择性细胞具有这种抑制效果，约30％的方向选择性细胞，周边刺激的方向与最优中心感受野的方向是正交时具有比跟它一样方向的刺激有更弱的抑制效果。
Grigorescu等人[4]将非经典感受野抑制分为各向异性抑制和各向同性抑制，考虑中心感受野与对应的非经典感受野具有相同方向的刺激时才产生抑制作用，或非经典感受野中所有方位的刺激对中心感受野都产生相同的抑制效果；Papari[5]构造一个中心环境的高斯差分（DoG）函数作为一个环形的抑制区域，这样的做法可能导致轮廓成分的相互抑制，破坏轮廓的完整性；文献[6]中改进了抑制区域，以感受野轴向两侧的两个半圆环作为非经典感受野的抑制区域，但没有考虑感受野中心与周边非经典感受野区域最优响应的相位差角度关系；桑农[7]等人采用一种蝶形模拟感受野两侧的周边环境抑制，但此模型在对图像中的纹理边界或区域边缘仍然具有抑制作用。
本文以李朝义、邱芳土等人[8]提出的多数神经元的感受野大外周抑制区域呈椭圆形，其长度稍大于宽度为基础，考虑非经典感受野抑制区域与对应中心感受野的角度关系，并将非经典感受野区域设计成两个半椭圆环来建立模型。
1计算模型
1.1感受野的响应
视网膜上的光感受器（杆体细胞和锥体细胞）通过接受光并将它转换为输出神经信号而来影响许多神经节细胞、外膝状体细胞以及视觉皮层中的神经细胞；反过来，大多数神经细胞的输出都依赖
文章编号：1007-791X(2009)02-0109-05
一种视皮层非经典感受野的模型
窦燕，王柳锋，孔令富*
（燕山大学信息科学与工程学院，河北秦皇岛066004）
摘要：根据视觉信息加工过程中视皮层细胞非经典感受野对中心感受野区域具有抑制作用的生物机制，提出了一种模拟该机制的模型。
用Gabor能量作为感受野响应，以高斯差分函数为基础构造两个具有方向的半椭圆环来作为非经典感受野区域，设计中心感受野与周边抑制区域的相位差权重函数来模拟非经典感受野的抑制机制。
实验结果与这种生理特性相一致。
关键词:感受野；非经典感受野；Gabor能量；自抑制
中图分类号：TP391文献标识码：A
收稿日期：2008-09-05基金项目：国家高技术研究发展计划（2006AA04Z212）
作者简介：窦燕（1968-），女，陕西西安人，博士研究生，副教授，主要研究方向为机器视觉和模式识别；*通讯作者：孔令富（1957-），男，吉林公主岭人，教授，博士生导师，主要研究方向为机器视觉、智能信息处理、并联机器人、自动控制，Email：lfkong@ 。
110燕山大学学报2009
第2期窦燕等一种视皮层非经典感受野的模型111
112燕山大学学报2009
第2期窦燕等一种视皮层非经典感受野的模型113。