初级视觉的Gabor函数模型的研究进展

当前,模型和理论研究已成为视觉研究的重要组成部分.国际权威刊物“Vision Re-search”自1992年起把刊登内容分成三大栏目:神经生物学;心理物理和行为生理学;计算现觉.最后一部分是当年新增栏目.内容包括:视觉模型和理论;视觉网络:计算机视觉.视觉系统中的信息加工是神经科学中最早理论化和模型化的分枝之一。

人类视觉系统超视锐度现象的神经网络数学模型研究

超视锐度是人们熟知的奇特现象,虽然许多视觉研究领域中的专家们对此做了大量的研究,但视觉系统究竟是如何提取超视锐度信息的却仍然是个未解决的问题.本文用简单细胞广义Gabor函数为基本功能单元,以Marr提出的计算理论为框架,建立了一个感受野重叠的,具有比较运算性质的、可解释超视锐度现象的神经网络数学模型.它在空间比较,真实运动和似动三方面较好地描述了已有的一些有关超视锐度现象的心理物理实验结果.

身在何处——2014年诺贝尔生理学或医学奖介绍

首先简要介绍2014年诺贝尔生理学或医学奖三位获奖者(John M.O’Keefe,Edvard I.Moser和May-Britt Moser)的学术生涯。然后详细介绍他们获奖的主要成就:O’keefe教授在20世纪70年代发现鼠海马上神经细胞对动物所处的位置敏感,因此命名为位置细胞;而后Moser夫妇在鼠脑的内嗅皮质中发现栅格细胞,它的感受野呈现有规律的三角形网格覆盖整个环境,从而认为这些细胞组织成动物导航系统的神经机制具有可能性。最后指出,由于脑科学研究的复杂性,这些研究工作仅是动物导航行为探究中的重大突破,离开彻底解决这个问题尚有距离。

研究意识问题的自然科学途径

本文综述了用自然科学途径研究意识问题的一些重要文献、著作 ,列出意识问题的一些主要观点 ,并指出当前研究的几个热点。作者认为现在是用多学科研究意识问题的时候了。

神经信息的编码问题

人类在设计和利用通信系统的过程中创立了信息论,发明了种种编码方法。这些规律是否适用于神经系统?生物经过漫长进化和激烈竞争而形成的最高产物——神经系统,从信息论角度来看是一个什么样的系统?其品质是优是劣?

BP学习网络中权值的感受野型初始化研究——Ⅰ.对收敛速度的影响

受神经生理学和发育生物学中有关事实的启发,在BP网络学习过程中,将动物视觉系统中感受野的空间结构形式用于初始权值的设置,训练其完成图形识别问题。T-C问题的计算机实验结果表明,这种感受野型的初始化,不论是全局联系还是局域联系以及隐单元个数的多少,输入图形的尺度变换情况下,都比随机化权值的学习速度有显著的提高。

大脑两半球在信息处理上的异同及其他(上)

大脑是统辖人体全部行动和思想的司令部,但是,为什么“上帝”要安排结构功能几乎对称的两个左右半球在同一个颅腔内呢?16世纪笛卡尔曾明确提出过此问题,但是至今还没有找到令人满意的答案。今天,神经科学、心理学和信息科学的发展为探索这一迷案提供了一些新的思路。一、左右半球在结构和功能上的异同人的大脑从解剖、形态学角度看,是由左右半球组成(图1),大体上呈镜面对称。许多动物的情况也类似。所以,过去一般认为大脑两半球在形状、大小、结构和功能各方面都是一样的。深入细致的研究发现,如果测量人类尸体的大脑颞平面的大小,在70%的人体中左半球大于右半球。

神经系统的信息获取和测不准原理

人们常说“眼见为实”,但眼睛也会欺编人。且不说“视而不见”或“熟视无睹”的现象比比皆是,就是聚精会神地注视,也有着许多视错觉现象。神经系统是按照什么原则把感觉到的外界信息传输给大脑的?上述这种“测不准”现象的神经机制是什么?

神经达尔文主义:神经元群选择理论

神经达尔文主义(Neural Darwinism,ND)是美国洛克菲勒大学的埃德尔曼(G.M.Edelman)提出的,其主要思想借鉴了达尔文的自然选择学说,试图创立一种解释脑的感知及高级认知功能的理论框架。它认为由神经元通过紧密互联组成的神经元群是脑内神经联结的结构和功能模式的选择性活动主体,因此又称神经元群选择理论。ND 大约产生于70年代末。

从视觉研究看教育及认识论

最近二三十年神经科学和脑科学取得了重大进展,以视觉研究为例,已发表上万篇论文。这些研究结果,加深了我们对过去认为神秘莫测的感知觉和学习记忆过程的理解,同时,对教育学和哲学中的认识论,或多或少会有所影响。本文选择五官之首——视觉研究中的重大实验进展和神经科学中的重大成果,以及相应的理论模型,探讨其对于教育学和认识论所产生的启迪作用。一、个体发育过程中后天环境的影响新生婴儿降生后有明亮的眼睛。

大脑两半球在信息处理上的异同及其他(下)

数学和右脑计算机按恩格斯的提法,数学是研究客观世界中数量关系和空间形式的科学。当然数和形不能绝然分开,但在具体问题上有所侧重。纵观数学发展史,粗线条来看,数学是由两大分支派生出来的。一支是代数—分析数学(AAM),另一支是几何一拓扑数学(GTM)。前者研究数量关系而后者研究空间形式,两者似乎是各自独立地发展的,到了16世纪,笛卡尔建立坐标系,用方程式描述几何形体,创立解析几何学,开始把这两大分支有机地联系起来。现代数学中,这两大支之间的交互影响越来越大(表2),也越来越不可分割了。

理论神经科学

在文献中终于看到“理论神经科学”一词,是令人欢欣鼓舞的。这是神经科学走向成熟的标志,也意味着人类对于自已的大脑——世界上最复杂的系统之一的认识进入了一个新的阶段。

意识的科学研究:历史简单回顾、现状和某些进展

自古以来人们就对灵魂问题感兴趣,但是对于灵魂问题的探索经历了漫长的历史过程。从古希腊哲学家的思辨式讨论,到19世纪心理学中的内省式研究,一直到20世纪末的多学科多层次探求,灵魂问题才真正进入现代科学的研究范畴之内。现在意识问题在国际上形成一个前所未有的高潮。举出两个事例来说明意识问题的科学研究进展:灵魂出窍和视觉图象识别。

研究意识问题的一个实验科学纲领

这本《意识探秘：意识的神经生物学研究》（以下简称《意识探秘》）拿在手里，看上去像一块板砖，厚厚实实、沉甸甸的。从某种意义上说，它确实是进入科学研究意识问题殿堂的一块敲门砖。

fMRI在视觉研究中的应用和进展

视觉研究对于揭示大脑的奥秘有着极其重要的意义 .功能性磁共振成像 (functionalmagneticresonanceimaging ,fMRI)用于研究人脑的功能结构 ,主要是基于静脉毛细血管内血氧浓度的变化 .fMRI可以无损伤地在几毫米级的空间分辨率和少于 1s的时间分辨率上观察清醒状态下人脑的活动 ,因此自 90年代以来fMRI已经成为研究人脑的重要方法 .fMRI在视觉研究中的应用已经使人们对视觉系统的功能性组织有了更好的理解 ,并取得了很多成果 .今后的研究方向是进一步探讨人脑的意识、注意。

认知科学的某些计算理论

本文简述认知科学的历史，定义和范围，评论感知觉，学习和记忆的一些现代理论模型，提出若干有待进一步解决的关键问题。

虹膜的计算机识别原理

新出现的虹膜计算机识别技术利用人虹膜纹理的独特性 ,可以完成自动身份识别的任务 .在现有的各虹膜识别系统中 ,基于Gabor小波编码虹膜纹理的Daugman系统尤为突出 .虹膜识别原理可以分为编码原理和统计决策原理 .

意识的一种神经理论

20世纪90年代，国际学术界形成研究意识问题的一个高潮。在众多研究者中，涌现出两位风云人物，一位是刚刚去世的克里克(F．Crick)，另一位是埃德尔曼(G．Edelman)。此二人都是诺贝尔奖获得者，而且有趣的是得奖内容都与意识问题无甚关系。克里克因提出DNA双螺旋结构模型而闻名于世．后来转向意识研究，出版有《惊人的假说》(1995年)。近几年。两人每年都要在高档杂志上发表一篇总结性和评论性文章。