研究人员应用了一种可视化技术来描绘与视觉感知相关的大脑活动,以几何图形的形式呈现。他们在物体识别和回忆记忆的过程中,将不同的形状可视化为大脑颞叶和额叶中不断变化的神经元活动。这一成就预示着进一步提取在日常生活各个方面观察到的大脑活动。
我们的日常生活涉及许多过程,例如起床、查看时间、离开家、到达办公室和开始工作。在幕后的神经元活跃并处理复杂任务。2023年7月,这个研究团队开发并公布了回归子空间中的主成分分析(PCArs),以便轻松可视化各种情况下的大脑神经元活动。PCArs可以确定最关键的事件,以及观察到的脑神经元活动数据中是否存在多项活动。
在这项研究中,研究人员将PCArs应用于从颞叶到额叶的广泛脑区,以及猴子的皮层下结构中的神经元活动。他们分析了四种行为情境,包括通过观察所呈现的图形记住物体位置的活动,以及所呈现的图形作为食物线索的活动。结果显示,涉及物体识别的颞叶区域的几何图形接近圆形的比例较高。而被认为是记忆区域的海马体和额叶则出现了更多的弯曲和直线几何图案。
基于几何图形对神经元活动的分类显示,在感知、记忆和视觉信息判断的过程中,神经群体的活动时刻在变化,并被分类为不同的几何图形。
将PCArs应用于整个大脑的神经元活动可以实现其不断变化活动的实时成像。该成就有望发现大脑中新的信息处理机制。
这项研究得到了JSPS KAKENHI(资助编号420 JP:15H05374,22H04832)、JST Moonshot R&D JPMJMS2294(H.Y.)和中国国家自然科学基金(资助32271088)(Y.N.)的支持。