大腦的重要功能之一是通過感覺輸入辨別周圍的物體。靈長類（包括我們?nèi)祟悾┦忠蕾囉谝曈X系統(tǒng)來提取物體相關(guān)的信息。視網(wǎng)膜內(nèi)的光感受器接收由外部環(huán)境反射的光，而靈長類的大腦能夠利用光信息反推出造成反射的物體。這項能力非常了不起——同一物體在不同條件下（比如不同的光照條件、物體的位置和方向、是否有障礙物等等）所反射的光可以非常不同，而我們卻能輕易地認出這一物體。下顳葉皮層被認為是負責物體識別的腦區(qū)：這一腦區(qū)受損的病人顯示出識別物體的障礙；另外，下顳葉神經(jīng)元對不同物體呈選擇性反應，并對物體的位置、大小、方向等不敏感。我們課題組將結(jié)合功能核磁共振、電生理記錄和數(shù)學建模等手段來研究不同種類的物體如何在獼猴的下顳葉皮層進行表征。
1. 研究面孔在下顳葉皮層的計算編碼。面孔是對動物而言非常重要的一類物體。研究表明：下顳葉有專門負責面孔加工的網(wǎng)絡，即面孔腦區(qū)。面孔腦區(qū)的一些細胞能夠選擇性地對部分面孔個體放電，但這些細胞的精確編碼機制仍然不是很清楚。我們的目的就是建立一個盡可能接近這些面孔細胞的數(shù)學模型。迄今為止，我們對面孔細胞的大部分了解來自這細胞對呈現(xiàn)在均一背景下沒有任何遮擋的面孔圖片的反應。為了得到更為精確的模型，我們將會大大拓展面孔圖片的多樣性，比如包括遮擋、噪音和復雜的背景，而我們的模型應該在所有情況下都能模擬面孔細胞的反應。當我們得到這樣一個模型以后，就可以通過計算分析研究面孔個體是如何編碼的。
2. 研究下顳葉皮層對一般物體的表征。面孔是一類非常特殊的物體——它們在形狀上很類似，然而我們能分辨不同面孔間的細致差別。一般物體的空間要比面孔空間復雜得多，而下顳葉細胞如何編碼一般物體仍然是個謎。我們要回答的關(guān)鍵問題是：下顳葉細胞的物體表征遵循什么樣的基本原則。比如說，前人曾提出兩個基本原則：物體對動物的意義（比如是否是具有生命）和物體的形狀（比如是圓形還是方形）；而這兩個大的原則又可以細分為許多不同的因素。為了回答這個問題，我們會先建立一個與面孔細胞類似的其它下顳葉神經(jīng)元的數(shù)學模型，其后使用這個模型來檢驗不同的可能性。當我們篩選出一系列可能的候選原則后，再用獼猴下顳葉神經(jīng)元進一步驗證。
研究組組長;研究員
