基于大脑设备的再入连接与动态同步的视觉绑定

有效的视觉物体识别需要将物体特征（如颜色、形状和运动）绑定的机制，同时区分不同的物体。再入连接的皮层区域之间同步活动的神经回路可能为视觉绑定提供基础。为了评估这一机制的潜力，我们构建了一种移动的大脑设备，达尔文八号，其受模拟的皮层和亚皮层区域的指导，这些区域对视觉处理、决策、奖励和运动反应至关重要。这些模拟区域是再入连接的，每个区域包含代表神经元组的平均活动水平和活动相对时序的神经单元。达尔文八号学习在具有共享视觉特征的多个物体之间进行区分，并将'目标'物体与天生偏好的听觉线索关联。我们观察到在达尔文八号的视觉场中，与不同物体相对应的全局分布的神经回路的共同激活。这些回路受到再入神经解剖的限制，并受到行为和突触可塑性的调节，在成功的区分过程中是必不可少的。通过将达尔文八号置于一个丰富的现实世界环境中，使视觉刺激的大小和位置因自我产生的运动而持续变化，并详细记录其行为和神经反应，我们能够证明再入连接和动态同步为绑定视觉物体特征提供了一种有效机制。