深度学习: 智能时代的核心驱动力量

1 秒前

大脑皮层中的视觉

的反应比点状光斑更强烈。皮层内的回路已经对输入信号进行了转换。

他们描述了两种主要类型的细胞：定向的简单细胞，具有像神经节细胞那样的给光和撤光区域（见图5–4）；以及定向复杂细胞，其神经元感受野里的任何位置对定向刺激都会产生同样的响应（见图5–5）。

图5-4 猫的初级视觉皮层中简单细胞的感受野。这张图片来自休伯尔和威泽尔在1962年发表的论文中关于发现简单细胞的描述。十字花代表视野中光斑会产生给光响应的位置，而三角形代表撤走光斑会产生撤光响应的位置。（A）视网膜中的中心给光响应细胞（对比图5-3左侧的示意图）。(B)视网膜细胞中的中心撤光响应细胞（对比图5-3右侧的示意图）。（C-G）初级视觉皮层中多样的简单细胞感受域，与视网膜中的感受野相比，所有这些区域都被拉长了，并且给光区和撤光区的分布更加复杂。

图片来源：D. H. Hubel and T. N. Wiesel,“Receptive Fields, Binocular Interaction and Functional Architecture in the Cat’s Visual Cortex,”Journal of Physiology 160, no. 1 (1962): 106-154.2, 图2。

图5-5 猫的初级视觉皮层中一个复杂细胞的响应。这张图片来自休伯尔和威泽尔在1962年发表的论文中关于发现复杂细胞的描述。只要方向正确（图中A、B、C这三条记录），一个长而窄的黑条会引起大量放电（垂直竖线）响应，无论它位于复杂细胞感受野（虚线）内的哪个位置。

而非最优方向会导致较弱的响应，或根本没有响应（图中D、E这两个记录）。//图片来源：D. H. Hubel and T. N. Wiesel, “Receptive Fields, Binocular Interaction and Functional Architecture in the Cat’s Visual Cortex,”Journal of Physiology 160, no. 1 (1962):106–154.2, 图7。

视觉皮层中的每个皮层神经元都可以被认为是一个视觉特征检测器。在视野中的特定区域，当某些神经元所偏好的特征信号输入高于某个阈值时，这些神经元就会被激活。每个神经元偏好的特征取决于它与其他神经元的连接。哺乳动物的新皮层（neocortex）有6个特异化的层级。休伯尔和威泽尔还发现，来自两眼的输入在皮层中间层（4）左右交替排列，这些输入源自丘脑投射的中继站。第4层的单目神经元投射到上层（2和3）的神经元，它们接收双目输入，后者既向上投射到其他皮层区域，又向下投射到底层（5和6），底层又会投射到下皮层。一段视神经元柱中每个细胞的方向偏好和主眼偏好是相同的，并且在整个皮层内平滑地变化（见图5–6）。