Information Routing, Correspondence Finding, and Object Recognition in the Brain

این کتاب تحقیقات اخیر در مورد پردازش سیگنال قشر مغز و انعطاف پذیری را با تأکید بر تشخیص اشیا پوشش می دهد. با این حال، متفاوت از سایر متونی که رفتار تک نورون ها را مطالعه می کنند، در اینجا تمرکز بر مجموعه های نورون ها و نحوه نمایش آنها به طور جمعی الگوهای اطلاعاتی و روابط پویا آنها است. این دیدگاه به مفاهیم جدیدی منجر می‌شود که چگونه مغز اطلاعات را به روشی هدفمند هدایت می‌کند، چگونه مطابقت بین الگوها را تشخیص می‌دهد، و چگونه ورودی‌های حسی شناسایی می‌شوند. برای نشان دادن عملکرد این مفاهیم، ​​نویسنده به توسعه چندین مدل عصبی بتن، از جمله یک سیستم قدرتمند برای تشخیص چهره، ادامه می‌دهد. بخش‌های دیگر کتاب به این سؤال می‌پردازد که کدام بسترهای عصبی برای چنین قابلیت‌هایی ضروری هستند و چگونه می‌توانند در ارگانیسم در حال توسعه خود سازماندهی شوند. در حالی که بیشتر مثال‌های صریح در این کتاب از بینایی استخراج شده‌اند، مفاهیم توصیف‌شده برای همه حوزه‌های عملکرد عصبی از ادراک حسی گرفته تا کنترل حرکتی تا استدلال انتزاعی اعمال می‌شوند. در نتیجه، خوانندگان برای همه دانشجویان و محققان علوم اعصاب که علاقه مند به کشف پارادایم های جدید عملکرد مغز هستند، هدف قرار می گیرد. تجربی‌شناسان ممکن است از این کتاب برای طراحی آزمایش‌های آناتومیکی و فیزیولوژیکی الهام بگیرند که از تمرکز فعلی بر روی میدان‌های پذیرنده ساکن به بررسی اتصال پویا و عملکردی قشر مغز منتهی می‌شود. از نظریه پردازان دعوت می شود تا مفاهیم مورد بحث را در مدل سازی خود بگنجانند و مدل های ارائه شده در کتاب را بهبود بخشند. در حالی که آشنایی با مفاهیم اولیه علوم اعصاب نظری برای لذت بردن از این کتاب مفید است، این کتاب همچنین به کسانی که پیشینه بینایی ندارند، مقدمه ای بر عملکرد مسیر بینایی پستانداران و همچنین بحث گسترده ای از رویکردهای بینایی کامپیوتری مختلف برای تشخیص اشیا ارائه می دهد. .

This book covers recent research on cortical signal processing and plasticity, with an emphasis on object recognition. Differently from other texts which study the behavior of single neurons, however, the focus here is on assemblies of neurons and how they can collectively represent information patterns and their dynamic relationships. This viewpoint leads to novel concepts for how the brain routes information in a purposeful way, how it detects correspondences between patterns, and how sensory inputs are recognized. To illustrate the function of these concepts, the author proceeds to develop several concrete neural models, including a powerful system for face recognition. Other parts of the book treat the question which neural substrates are necessary for such capabilities, and how they can self-organize in the developing organism. While most of the explicit examples in the book are drawn from vision, the concepts described apply to all areas of neural function from sensory perception to motor control to abstract reasoning. Consequently, readership is aimed at all students and researchers in neuroscience interested in exploring new paradigms of brain function. Experimentalists may draw inspiration from the book for designing anatomical and physiological experiments that lead the way from the current focus on static receptive fields to investigating the dynamic, functional connectivity of cortex. Theoreticians are invited to incorporate the discussed concepts into their own modeling, and to improve on the models presented in the book. While familiarity with the basic notions of theoretical neuroscience is useful for enjoying this book, it also offers to those without a vision background an introduction to the function of the mammalian visual pathway, as well as a broad discussion of different computer vision approaches to object recognition.