通过对老鼠的研究,来自德国蒂宾根大学的一组神经研究科学家认为眼睛的图像处理能力比人们原以为的更要大。

 

1959年,认知科学家杰罗姆·莱特文发表的一篇题为青蛙的眼睛传输了什么给大脑的研究论文,他认为眼睛不仅能视物,而且在将其所视之物传输给大脑进行深层处理之前,眼睛能够对图像进行加工处理。

 

人们认为这篇引用甚广的论文成为了一个里程碑。当时出现的问题如今依然是科学家们研究的对象,根据一份新闻稿显示。

 

一队在教授托马斯·欧拉和马蒂亚斯·贝特文(沃纳-赖卡特综合神经中心,伯恩斯坦计算机神经科学中心和眼科研究院)带领下的蒂宾根研究小组着手解决这些问题。致力于找出从视网膜传输到大脑的视觉信息类型。这个小组研究了老鼠身上11000多个独立的视网膜细胞。

 

通过电穿孔使老鼠身上的视网膜神经节细胞染色,使得整个神经细胞群为肉眼所见。在显微镜的帮助下,研究人员能实时观察单个细胞的活动状态。该小组利用机器学习技术来分析数据,以观察对于不同性质的图像,神经节细胞的不同反应,然后通过不同的渠道将信息传送给大脑,比如通过对比度、色彩、方向或者位移、边缘等等,每一部分都各司其职。通过这些信息渠道,大脑对眼睛看到的图像进行处理。

 

这个小组测试了对于不同的简单图像和移动光的刺激,神经节细胞的反应情况,基于功能分化,该小组识别的视网膜神经节细胞高达40种,他们认为这些神经节细胞种类就代表了传输渠道。这个数字远远大于先前估计的20种,尽管在报道中指出,老鼠实验的结果并不能直接运用于人类,但是所有的哺乳动物的视网膜都是类似的。

 

基于这些研究结果,该小组推测,大量不同的信息渠道显示着视网膜不仅能将接收到的光信号转化为神经信号,而且能通过一些基础的方法解析信号,这让小组成员们进一步了解大脑是如何生成图像的。