当看到衣冠楚楚的男人在敞篷车的后备箱里安装定时炸弹，或者当毫无戒心的司机和他美丽的金色头发的同伴缓慢地驶过挤满行人的城镇时，或者当炸弹在火热的爆炸中爆炸时，电影观众们都没有畏缩或紧张。他们当然也没有被奥逊·威尔斯1958年黑色电影杰作《邪恶之触》这部著名开场镜头的技术艺术所折服，这是一个长达三分钟的单镜头，将悬念提升到1到10分的11分。
公平地说，实验鼠不是电影鉴赏家。但当啮齿动物作为影评家表现不足时，它们作为大脑的门户却超额完成了任务。当小鼠观看电影片段时，科学家们窃听了每只小鼠的视觉皮层。科学家们在周一报告说，到研究结束时，教科书对大脑如何“看”的理解已经像《邪恶之触》中的敞篷车一样被严重破坏。
他们说，这些关于视觉皮层工作原理的新见解，可以改进自动驾驶汽车和脑假体等多种技术，让盲人重见光明。
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约克大学的乔尔·齐尔伯格说：“神经科学让我们为自动驾驶汽车和基于人工智能的诊断等领域制造更好的物体识别系统。” 他是机器学习和神经科学专家，但没有参与这项新研究。“但计算机视觉一直受到对大脑视觉处理理解不足的阻碍。” 他说，这项新研究中“前所未有”的发现有望改变这种状况。
教科书对大脑如何观看的理解，从光子流落在视网膜上开始，反映了20世纪60年代的研究，该研究为其两位先驱赢得了1981年的诺贝尔医学奖。它基本上认为，初级视觉皮层的神经元，即信号首先到达的地方，对边缘做出反应：垂直边缘、水平边缘以及两者之间的每个边缘方向，无论是移动的还是静态的。我们看到笔记本电脑屏幕，是因为它的边缘如何紧靠其后面的东西，看到人行道是因为它们的边缘接触到路缘石的地方。更高级的大脑系统将这些基本的感知处理成对场景或物体的感知。
艾伦脑科学研究所的神经生物学家萨斯基亚·德弗里斯说，十多年来，人们已经知道这种教科书模型部分错误且很大程度上不完整。她领导了小鼠视觉研究。为了看看她是否能做得更好，她和她的同事向小鼠展示了简单的光栅（许多边缘）、移动的光栅、118张照片，以及《邪恶之触》的开场，记录了每只小鼠视觉皮层六个区域中数百个神经元产生的电活动。
神经元响应的视觉特征表明，教科书模型“不太站得住脚”，德弗里斯说。正如教科书版本的视觉皮层所述，只有大约10%的小鼠视觉神经元对特定类型的边缘（直的或倾斜的、水平的或垂直的、锐利的或模糊的、粗的或细的）做出反应，她和她的同事在《自然神经科学》杂志上报告说。相反，一些神经元只对面部肌肉的运动做出反应，另一些神经元则对多种特征而不是单一类型的边缘做出反应。他们推测，还有一些神经元甚至可能对声音做出反应。
《邪恶之触》引起了最多神经元的反应。这很有道理。在威尔斯的开场场景中，镜头拉近和拉远，它扫过整个场景，不同的人和物体移入和移出画面，这是一种图像的大杂烩，应该涵盖视觉皮层可能需要处理的几乎所有内容。但教科书说，与构成场景的更简单的、基于边缘的元素相比，响应复杂视觉场景的神经元更少。艾伦研究所的团队发现了相反的情况：静态光栅对最少的神经元感兴趣；威尔斯有更大的粉丝群。
总而言之，小鼠视觉皮层中77%的神经元对科学家向它们展示的至少一件东西做出了反应。但在某些区域，只有33%的神经元做出了反应。其余的似乎在罢工。
这也不应该发生。“这是一个巨大的发现，”加州大学伯克利分校的神经科学家布鲁诺·奥尔豪森说，他认为神经科学对视觉皮层的实际运作方式的理解不超过20%。据说每个视觉神经元都对某种边缘做出反应，“那么这些沉默的神经元在做什么？” 奥尔豪森问道。“假设这个发现不是人为的，那么就有一大群[视觉]神经元没有在进行视觉处理。这应该给该领域的每个人敲响警钟。标准模型存在严重问题。”
他补充说，这个令人惊讶的发现使这项研究成为“神经科学领域的一次杰作和首创，系统地表征了不同层、区域以及使用不同刺激的大量神经元。这些数据对于理论家和建模者来说将在未来几年内非常宝贵。”
可能是科学家们没有向小鼠展示这些无反应的视觉神经元注意到的特定特征的图像。但这似乎不太可能，考虑到图像的多样性：蝴蝶、豹子、栅栏、山脉、树木、树叶、岩石、人行道、窗户、楼梯、铅笔等等。相反，德弗里斯说，“我认为这反映了视觉皮层中正在发生其他事情”，例如“视觉”神经元处理声音或其他非视觉的东西。
由于机器视觉开发人员从大脑的观看方式中获取线索，艾伦研究所的结果如果得到证实，将传达一个重要的信息，约克的齐尔伯格说。“它表明，不存在一堆[未分化的神经元]……做着所有相同的事情，这就是我们现在放入系统中的东西。相反，至少有10种不同类型的视觉神经元”对视觉世界的特定方面做出反应——计算机化的物体识别系统可以有效地模仿这种复杂性。
至于科学家们选择的电影，“我们选择《邪恶之触》是因为我们正在寻找一部具有大量多样化运动但没有镜头剪辑的电影片段，”德弗里斯说。