脑机启侦 | 光声成像揭示大脑如何学习新信息的新见解（03.19）

图片来源：Science Direct
韦恩州立大学的研究人员正在利用光声成像技术来观察大脑活动，并且在此过程中进一步了解大脑对不同类型的学习和经历的反应方式。该团队的研究成果近期发表在《Photoacoustics》上。
这项名为“利用模式识别技术在光声成像中识别处于条件性恐惧学习过程中的大鼠前额叶皮层神经元群组”的研究源自韦恩州立大学医学院校友詹姆斯·马奇尼斯基（James Matchynski）博士和博士生詹姆斯的研究项目。该项目由医学院的 Shane Perrine 博士和 Alana Conti 博士领导。



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Perrine说：“我们最近发表的研究是一项后续研究。”“我们开始将光声成像作为一种神经成像方法用于探究条件性恐惧行为以及一般学习行为的机制。这篇当前的论文采用了模式识别分析来进一步探究之前研究中出现的模糊结果。”
光声成像利用光学和声学原理在生物组织（此处指大脑）中生成信号，在这种情况下，该信号能提供结构和功能数据，并使研究人员能够追踪诸如大脑活动之类的因素。模式识别和基于相似性的度量标准是人工智能的组成部分，已在神经科学和脑成像的诸多计算方法中得到应用。
Perrine说：“仅通过光声成像技术，我们发现当把动物置于新环境中时，它们的前额叶皮质的活跃程度与它们置身于专门的学习环境中时的活跃程度相同。当我们运用模式识别方法对这些发现进行分析时，我们发现前额叶皮质内的一种常见脑活动模式仅在动物处于学习情境时才会出现，而在处于新环境情境时则不会出现。”
值得注意的是，在数据分析中使用了人工智能技术。
Perrine说：“之前的出版物对大脑活动进行了量化，这使我们观察到，在学习任务中，前额叶皮层的激活程度与对新事物的接触相当。”
“模式识别是人工智能设计的一个主要组成部分，它使我们能够分离出前额叶皮层中的大脑活动，并表明只有学习任务（这是一个协调程度更高的任务）才会使前额叶皮层呈现出一种统一的活动模式。”


新闻来源：Neuroscience
参考文献：DOI: 10.1016/j.pacs.2024.100680