神经科学中最神秘也可以说是最困难的问题之一是理解意识的生物学基础。
有意识的视觉感知被认为是一种有利于研究的意识形式,因此一直是科学研究的主题。虽然关于灵长类视觉系统各个区域的功能特化已有很多了解,但这种神经机制如何共同实现主观视觉感知仍有待研究。重要的是,研究感知如何帮助高级认知功能对于整体理解大脑如何产生行为至关重要。显然,钻研神经机制如何产生视觉感知和认知,也能为更全面地理解“什么是意识”提供启示。
因此,实验室中的研究问题旨在探索意识感知背后的神经基础,并将这些神经过程与认知背后的神经过程区分开来。
研究项目
灵长类动物大脑中有意识视觉知觉的神经关联
解开视觉感知背后的神经基础是实验室的一个主要关注点。我们在灵长类动物的视觉系统中研究了参与了心理物理学范式的这一点。这些范式能够在不改变感觉输入的情况下诱导感知的波动,这使得能够将感觉输入从主观感知中分离出来。与此同时,我们使用从多电极阵列到成像的工具探测灵长类动物的大脑,以研究全脑活动模式和介导感知的区域间相互作用。我们的目标是在从微观(单个神经元)、中观(局部场电位)到宏观(功能成像)的多个时空尺度上探讨这一问题。结合机器学习和动力系统的分析方法,我们旨在限制计算模型,并深入了解视觉感知的神经算法。
区分感知和认知的神经回路
前额叶皮层(PFC)等大脑结构被认为是调节认知过程的关键,它支持行为的时间组织。因此,行为规划、任务监控、行动选择和决策制定等大量认知过程都归因于大脑的这一区域。此外,我们之前的研究还进一步表明,某些任务相关过程(试验阶段)和有意识感知是由前脑功能区功能分离的人群调节的(Kapoor et al, 2018)。虽然这些认知因素在感知研究中被视为混杂因素,但它们却是促成适当行为的重要成分。然而,目前仍不清楚感知现象和认知功能的神经架构和计算原理是共享的还是独立的。重要的是,前额叶皮层的不同亚区如何与其他脑区协调调节如此众多的功能仍有待研究。我们的目标是通过设计感知范式来解决这一科学难题,在范式中可以对行为进行适当的分解,从而系统地描述其背后的认知变量。将其与理论方法相结合,将有助于理解感知与认知之间的关系,并将感知与认知的神经机制区分开来。