高空間頻率處的對(duì)比度知覺(jué)學(xué)習(xí)改善貓視功能的神經(jīng)機(jī)制.pdf

1、不斷地訓(xùn)練會(huì)提高被試在訓(xùn)練任務(wù)中的表現(xiàn)，且這種提高可以被保持一段時(shí)間，這被稱(chēng)為知覺(jué)學(xué)習(xí)。其實(shí)，知覺(jué)學(xué)習(xí)的效果并不僅僅局限于被訓(xùn)練的任務(wù)中，還可以傳遞到別的任務(wù)上。在高頻處進(jìn)行對(duì)比度的知覺(jué)學(xué)習(xí)不僅可以提高訓(xùn)練眼的對(duì)比敏感度，還能使其視力得到顯著的提升。毫無(wú)疑問(wèn)，這為提高成人視力提供了一條可能的潛在途徑，但是對(duì)比度訓(xùn)練為什么可以提高視力，其中的神經(jīng)基礎(chǔ)是什么我們尚不清楚。針對(duì)這一問(wèn)題，我們使用方位辨別任務(wù)對(duì)四只正常成年貓進(jìn)行了高空間頻率處的

2、對(duì)比度訓(xùn)練，并在心理物理和電生理兩個(gè)層面上對(duì)這種知覺(jué)學(xué)習(xí)的神經(jīng)機(jī)制進(jìn)行了研究。
　　在行為學(xué)水平上，我們發(fā)現(xiàn)訓(xùn)練顯著地提升了訓(xùn)練眼在訓(xùn)練頻率處的對(duì)比敏感度，并且提高了其在視銳度任務(wù)中的表現(xiàn)。訓(xùn)練效果也傳遞到了非訓(xùn)練眼，非訓(xùn)練眼的視銳度也出現(xiàn)了顯著的提高。通過(guò)檢查訓(xùn)練貓?jiān)谟?xùn)練前后不同噪音水平下閾值的變化情況，我們進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，訓(xùn)練后行為學(xué)表現(xiàn)的提升是由于視覺(jué)神經(jīng)系統(tǒng)的信號(hào)檢測(cè)效率得到了顯著的提高，而不是來(lái)源于其內(nèi)部噪音的降低。

3、　　接著在生理學(xué)水平上，我們比較了三只訓(xùn)練貓和四只正常貓的初級(jí)視皮層（17區(qū)）神經(jīng)元的對(duì)比敏感度以及空間頻率(SF)反應(yīng)特性。結(jié)果顯示，訓(xùn)練并沒(méi)有提高神經(jīng)元的對(duì)比敏感度特性，而是顯著地改變了神經(jīng)元的空間頻率調(diào)諧特性。具體來(lái)說(shuō)，訓(xùn)練組17區(qū)的神經(jīng)元顯示出了更高的最優(yōu)空間頻率(OSF)以及更強(qiáng)的信噪比(SNR)。并且，與行為學(xué)的提高相對(duì)應(yīng)的是，這些神經(jīng)元空間頻率的調(diào)諧改變也顯示出了一定的空間頻率特異性和眼特異性。另外，對(duì)于17區(qū)的單眼細(xì)胞，

4、我們進(jìn)一步比較了通過(guò)訓(xùn)練眼和非訓(xùn)練眼記錄到的OSF和SNR，發(fā)現(xiàn)兩眼間并無(wú)任何顯著差異，這表明訓(xùn)練后17區(qū)神經(jīng)元空間頻率調(diào)諧特性發(fā)生的變化并不是發(fā)生在雙眼融合之前。
　　最后，通過(guò)對(duì)行為學(xué)和電生理結(jié)果的比較分析，我們發(fā)現(xiàn)，無(wú)論是神經(jīng)元的最優(yōu)空間頻率，還是信噪比的提升幅度，都與行為學(xué)上視銳度的提高幅度是顯著相關(guān)的。這個(gè)結(jié)果提示我們，在高頻處進(jìn)行的對(duì)比度訓(xùn)練很有可能是通過(guò)改變訓(xùn)練貓17區(qū)神經(jīng)元的最優(yōu)空間頻率表征，提高神經(jīng)元的信噪比，造