A+醫(yī)學(xué)百科 >> 特征覺察器

特征覺察器(feature detector)，指視覺系統(tǒng)中只對(duì)視野內(nèi)確定位置上有一定特征的刺激形式產(chǎn)生最大反應(yīng)的某些特殊神經(jīng)元，又稱特征檢測(cè)器。
　　20世紀(jì)50年代，H.B.巴洛就發(fā)現(xiàn)青蛙視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞對(duì)彌散光刺激遠(yuǎn)不如對(duì)恰好充滿其感受野的光點(diǎn)敏感。他提出，每一個(gè)神經(jīng)元都需要一個(gè)觸發(fā)特征，即要求一種特殊形式的刺激，只有滿足了這個(gè)條件才能引起其最大的反應(yīng)。亮度對(duì)比是神經(jīng)節(jié)細(xì)胞的觸發(fā)特征。60年代初，J.Y.萊特文等正式提出特征覺察器的概念。他們用近似自然環(huán)境的視覺刺激研究青蛙的神經(jīng)節(jié)細(xì)胞的反應(yīng)，并將這些細(xì)胞的特征覺察器分為5類：對(duì)比邊界覺察器、凸邊覺察器（又稱蠕蟲覺察器）、運(yùn)動(dòng)邊界覺察器、變暗覺察器和暗度覺察器。他們認(rèn)為這些覺察器與青蛙的撲食、逃避等行為有密切關(guān)系。后來的研究者又找到一些其他類型的覺察器，例如鴿、兔視網(wǎng)膜的水平邊和垂直邊覺察器、運(yùn)動(dòng)覺察器、運(yùn)動(dòng)方向覺察器等等。諾貝爾獎(jiǎng)金獲得者D.H.休伯爾和T.N.維厄瑟爾50年代后期開始的研究表明，貓和猴的初級(jí)視皮層內(nèi)大多數(shù)神經(jīng)元對(duì)刺激在視野內(nèi)一定的方向位置有選擇性。他們把這類細(xì)胞稱為曲率覺察器。其中，有一類高級(jí)超復(fù)雜細(xì)胞，對(duì)成直角的刺激圖形敏感，因而被稱為拐角覺察器。另外，有些雙眼細(xì)胞對(duì)兩眼視象位置的差異有所選擇，稱為視差覺察器。人們推想，還可能有各種各樣的其他覺察器。覺察器的形成可能是在神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育過程中完成的，與環(huán)境刺激或視覺經(jīng)驗(yàn)有一定關(guān)系。覺察器的活動(dòng)可能是感覺的生理基礎(chǔ)。
　　有些學(xué)者將特征覺察器的觀點(diǎn)加以引申，認(rèn)為視覺系統(tǒng)更高水平上的神經(jīng)元可能對(duì)具有重要生物學(xué)意義的物體或特征的集合起反應(yīng)，并且在猴子的上、下顳葉皮層記錄到一些只對(duì)手或臉有選擇性反應(yīng)的神經(jīng)細(xì)胞。
　　以特征覺察器的活動(dòng)來解釋動(dòng)物和人視覺系統(tǒng)感知物體的神經(jīng)機(jī)制的觀點(diǎn)，是與機(jī)器圖像識(shí)別中特征提取理論和實(shí)踐并行發(fā)展起來的。機(jī)器識(shí)別的特征提取方法的優(yōu)點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)，減少了冗雜。神經(jīng)系統(tǒng)如同一個(gè)復(fù)雜的濾波器，逐級(jí)去掉無關(guān)信息，只有那些關(guān)鍵刺激或觸發(fā)特征得到保留，引起反應(yīng)。
　　特征覺察器觀點(diǎn)認(rèn)為識(shí)別是通過提取圖形的幾何特征實(shí)現(xiàn)的。這種觀點(diǎn)雖然得到了某些實(shí)驗(yàn)的支持，但也有欠缺。例如，外部世界是千變?nèi)f化的，并不都能在腦內(nèi)找到相應(yīng)的覺察器。在低等動(dòng)物較為簡(jiǎn)單的視覺行為中，覺察器可能起著重要作用。高等動(dòng)物，特別是人，視覺活動(dòng)非常復(fù)雜，必然還有與之相適應(yīng)的不同的識(shí)別機(jī)制。

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