电子科技大学：《神经信息学基础 The Basis of Neuroinformatics》研究生课程教学资源（课件讲稿）第3章 视觉的神经机制与计算模型（3.1-3.3）

《神经信息学基础》 第3章 视觉的神经机制与计算模型 李永杰 神经信息教育部重点实验室 电子科技大学生命科学与技术学院 liyj@uestc.edu.cn /966 1age

第 3 章 视觉的神经机制与计算模型 李永杰 神经信息教育部重点实验室 电子科技大学生命科学与技术学院 liyj@uestc.edu.cn 《神经信息学基础》

目录 视觉系统的形态学 二、经典感受野与非经典感受野 ■三、视网膜的组成与信息处理 四、外膝体的组成与信息处理 ■五、视皮层细胞的反应特性和视觉功能 ■六、视觉系统中的串行与平行处理机制 ■七、选择性注意机制与模型 ·八、立体视觉模型 ·九、神经信息整合作用

目 录  一、视觉系统的形态学  二、经典感受野与非经典感受野  三、视网膜的组成与信息处理  四、外膝体的组成与信息处理  五、视皮层细胞的反应特性和视觉功能  六、视觉系统中的串行与平行处理机制  七、选择性注意机制与模型  八、立体视觉模型  九、神经信息整合作用

研究视觉的重要性 Motor Somatosensory cortex cortex /S1 Broca's area Parietal lobe Frontal lobe Occipital lobe A1 Primary visual Primary auditory cortex cortex V1 Temporal lobe Wernicke's area Cerebellum

研究视觉的重要性 S1 V1 A1

研究视觉的重要性 956 至少有70一80%以上的外界信息是由视觉 系统接受、处理和感知的； 人类大脑皮层约一半的区域参与视觉信息 的分析。 Parietal lobe Occipital lobe Dorsal stream Ventral stream Primary Temporal lobe Optic tract visual cortex Striate cortex Lateral V1) (region V1) geniculate Optic body radiations

研究视觉的重要性  至少有70～80%以上的外界信息是由视觉 系统接受、处理和感知的；  人类大脑皮层约一半的区域参与视觉信息 的分析

电子人工视网膜 2011.2.15,美联社报道，美国 Second Sight公司通过在眼内 植入“人造视网膜”(Argus), 成功地帮助盲人恢复部分视力。 这家公司把人造装置植入68岁 o 的艾瑞克的右眼。他己经失明 了20年，依靠导盲犬外出。手 术后，他可以“看到”人行道 等普通的物体。 ●2013.2：Argus Il获FDA批准。 ●发展：60→240个电极

电子人工视网膜  2011.2.15，美联社报道，美国 Second Sight公司通过在眼内 植入“人造视网膜” (Argus)， 成功地帮助盲人恢复部分视力。  这家公司把人造装置植入68岁 的艾瑞克的右眼。他已经失明 了20年，依靠导盲犬外出。手 术后，他可以“看到”人行道 等普通的物体。  2013.2: Argus II获FDA批准。  发展：60240个电极

HOW THE AMAZING EYE WORKS 1 1A miniature camera housed in Ray Flynn's spectacles records images of what is in front of him.The video data is sent to a small computer processor,which transforms the images into electrical impulses 2s… 3 2The impulses are then transferred wirelessly to a Antenna tiny antenna implanted on the side of the eyeball. Retina Computer 3They are sent processor via a short cable to electrodes on the surface of the retina. 4 The electrodes stimulate the cells on the retina,creating a perception of patterns of light in the brain.The patient then learns to interpret these visual patterns as rough images

内视网膜 96 外视网膜 视神经 晶状体 人造硅视网膜 ASR 虹膜 在视网膜 角膜 下腔中灌注 Optobionics公司供图 在这里，您能看到ASR放置在视网源内层和外层之间的确切位置

人造硅视网膜 （ASR）

生物人工视网膜 98 '人造视网膜”的工作原理 1 先从患者手臂 干细胞 2 用蛋白质 的皮肤上采集 和维生素 若干个细胞，来， 的混合物来透 以此培养对应 导干细胞成长 的干细胞。 万视网膜所器 视网膜 的细胞。 3 把培养好的感光细胞提取出 来并植入到患者的视网膜中， ■视网膜的感光细胞如果出现病变 从而使视力得以恢复。 或死亡，将会导数患者的视力下降

生物人工视网膜

电刺激视觉中枢 植入电极 lectrodes 摄像机 TV Camera 通过摄像头采集 信号， Pedestal 信息处理后直接 刺激视觉中枢， 对视觉传导通路 没有要求 To/From Computer

电刺激视觉中枢 通过摄像头采集 信号， 信息处理后直接 刺激视觉中枢， 对视觉传导通路 没有要求

目录 视觉系统的形态学 二、经典感受野与非经典感受野 ■三、视网膜的组成与信息处理 四、外膝体的组成与信息处理 ■五、视皮层细胞的反应特性和视觉功能 ■六、视觉系统中的串行与平行处理机制 ■七、选择性注意机制与模型 ·八、立体视觉模型 ·九、神经信息整合作用

目 录  一、视觉系统的形态学  二、经典感受野与非经典感受野  三、视网膜的组成与信息处理  四、外膝体的组成与信息处理  五、视皮层细胞的反应特性和视觉功能  六、视觉系统中的串行与平行处理机制  七、选择性注意机制与模型  八、立体视觉模型  九、神经信息整合作用