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仿生脑V2视皮层超柱结构及若干工作机理研究
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毕业论文范文题目:
仿生脑V2视皮层超柱结构及若干工作机理研究
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仿生脑V2视皮层超柱结构及若干工作机理研究
仿生脑V2视皮层超柱结构及若干工作机理研究毕业论文范文介绍开始:
【论文摘要】
:本文以灵长类动物V2视皮层为原型,利用仿生学方法,建立仿生脑V2视皮层的超柱结构和工作机理模型,并利用现代数学手段将这些结构和模型进行数学抽象,构造它们的拓扑结构、群结构以及范畴结构,最后通过实验进行仿真模拟。本文首先以灵长类动物V2视皮层细胞链组织及模块化的结构形式为基础,以仿生脑初级视皮层超柱理论为依据,创建仿生脑V2皮层功能柱及超柱结构模型;其次,建立V2皮层与初级视皮层、其它纹外皮层区域的信息传递模式,以及亚层间的信息传递模式;最后建立皮层工作机理模型,并提出:1.仿生脑V2视皮层在宏观上分为三大部分,分别对应灵长类动物V2皮层的CO深色窄条纹、深色宽条纹(文章此处忽略..)和浅色条纹。三大模块分别对视觉元素中的颜色、视差和方位信息进行加工处理。2.视觉系统对颜色的认知在V2视皮层上主要进行三基色和两两混合色的认知,这里设计其对彩虹七色进行感知;方位感知将初级视皮层上能够感知的四种单一方位扩展到20种,并对其中相差90度的组合方位响应;视差通路设计主要考虑视差信息在视觉系统中的传递模式,通过眼优势及点对点的信息传递模式可以确定在哪一侧皮层的哪个离心率范围内进行深度感知过程。对所设计的各种模型进行数学分析和软件模拟仿真,得出如下结论:1.一个超柱内,分别对颜色、方位和视差有选择性的功能柱所构成的集合,与它们各自的子集族构成离散拓扑空间(文章此处忽略..)。用邻域来描述功能柱的感受野,则拓扑空间的每一个开集都能表示为开集内各个功能柱的一个邻域,揭示了相邻功能柱感受野之间存在重叠关系。一个超柱内的所有功能柱可以用三个拓扑积空间来表示,分别代表处理颜色、方位和视差信息的所有功能柱及其部分功能。相互之间具有连续映射关系的所有拓扑空间分别构成范畴。2.V2皮层纵向上分为6个亚层,其中第Ⅲ层神经元具有双极特性,为的是保证知觉分组能够顺利进行。某一时刻,同一亚层内的同种类型神经元所处的状态与它们之间的信息传递规律构成一个满射变换群,而且以这个群为对象,以它内部的每个元素为态射构成一个小范畴。锥体神经元某一时刻的状态与(文章此处忽略..)下一时刻状态之间的转变规律构成一个循环群、三次对称群和置换群。颜色、方位和视差响应神经元群与它们之间的同态映射分别构成范畴。3.亚层神经元与它们之间的相对坐标关系构成范畴;以不同亚层神经元集为对象,分别以它们之间的串行等价关系、并行关系、同源和同靶关系为态射,构成相应的关系范畴,用以表达信息处理过程中各神经元簇之间信息传递关系。而且,V2皮层三大信息处理模块及它们之间的相对关系可以表达为乘积范畴和超级函子。4.V2皮层第Ⅲ层神经元感受野由两个亚区构成,而且两部分之间不再具有拮抗作用。颜色信号在亚层间传递过程中逐级进行耦合,使得前景从背景中分离出来;皮层神经(略..)元之间的侧抑制作用,使得边界信息逐渐分离出来,并逐步形成完整轮廓;相对视差对深度感知具有决定性作用,而相对视差的大小主要由水平视差确定;眼优势和视区的判断对于双目细胞的激活有关键作用,它们能够决定视差信息走哪一条通路,在哪一侧大脑被处理。本文依据认知神经科学的最新研究成果,对仿生脑V2皮层超柱结构和基本工作机理进行研究,揭示了皮层内各种功能柱排布方式以及颜色、方位、视差信息处理方面的本质规律。在仿生脑视皮层第二阶段完成了颜色信息和轮廓信息的进一步抽取以及视差的有效计算,为更高级的视皮层研究奠定基础。
以上为本篇毕业论文范文
仿生脑V2视皮层超柱结构及若干工作机理研究
的介绍部分。
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