Investigating hierarchical decoding mechanisms in the vis-ual cortex

اشیا در سطوح مختلف انتزاع بازشناسی می‌شوند. به صورت کلی می‌توان سه سطح عام، میانی و خاص را در نظر بگیریم. بسیاری از مطالعات سایکوفیزیک نشان داده‌اند که دسترسی به اطلاعات تصاویر مربوط به سطوح میانی زودتر از دو سطح عام و خاص صورت می‌پذیرد. اما این نتیجه مورد توافق همه دانشمندان این حوزه نیست؛ برخی بر این باورند که اطلاعات مربوط به سطوح عام زودتر از بقیه‌ی سطوح انتزاع (سطوح میانی و خاص) در دسترس قرار می‌گیرند. یافتن پویاییِ زمانیِ بازنمایی اشیا درون مغز در سطوح مختلف انتزاع نقش مهمی را در فهم سازوکارهای نورونیِ بازشنایی اشیا، بازی می‌کند.

مطالعات محدودی در صدد پاسخگویی به تقابل ایجاد شده در مسئله دسترسی به اطلاعات سطوح مختلف انتزاع بوده‌اند. بخشی از این مطالعات با به کار گیری سیگنال‌های مغزی سعی کرده‌اند که بازنمایی سطوح مختلف انتزاع در مغز انسان را بررسی کنند. نتیجه به دست آمده از این دسته مطالعات نمی‌تواند تقابل ایجاد شده در مطالعات رفتاری را پاسخگو باشد. در مطالعاتی که با ثبت تک سلولی از نخستیان این مسئله را مورد مطالعه قرار داده‌اند نیز نتایج مشخصی برای این مشاهدات رفتاری بیان نشده است.

در این پایان‌نامه، ما با استفاده از پاسخ سلول‌های عصبی مربوط به نواحی بینایی که از میمون ماکاک گرفته شده است؛ درصدد یافتن پویایی زمانی بازنمایی اشیا در سطوح مختلف انتزاع هستیم. پاسخ تعداد زیادی از سلول‌های ناحیه تحتانی لب گیجگاهی به مجموعه گسترده‌‌ای از تصاویر به کار گرفته شده‌است. سلول‌های این ناحیه به تصاویر پیچیده پاسخ می‌دهند. ما به کمک روش‌های مختلف رمزنگاری و رمزگشایی، بازنمایی سلسله‌مراتبیِ سطوح مختلف انتزاع را در جمعیت سلول‌ها و تک سلول‌ها، مورد بررسی قرار داده ایم.

نتایج ما نشان می‌دهند که بازنمایی سطوح میانی انتزاع در سلول‌های تحتانی لب گیجگاهی سریع‌تر از سطوح دیگر (بالا و پایین) است. این بازنمایی سریع بیانگر آنست که مرز بندی کورتکس بینایی برای دسته‌بندی گروه‌های مختلف، براساس میزان شباهت درون یک دسته و تفاوت یک دسته با سایر دسته‌ها، شکل می‌گیرد. از طرف دیگر، بازنمایی سریع سطوح میانی می‌تواند، شرایط را برای بازنمایی سطوح دیگر انتزاع فراهم آورد.