题目：初级视皮层朝向功能图自演化的可塑性动力学机制

专家：钟海鑫博士后（剑桥大学）

时间：2026年3月12日19:00-21:00

腾讯会议：281-257-955

专家介绍：钟海鑫，控制科学与工程博士，计算神经科学博士后。在复旦大学智能复杂体系基础理论与关键技术实验室从事视皮层朝向功能图发育的可塑性机制与功能研究；现于剑桥大学系统神经科学实验室开展大尺度脑网络发育过程中的兴奋-抑制平衡生物标记物研究，探索其在精神疾病中的异常演化。主持参与中国博士后科学基金项目、国家自然科学基金项目、“脑科学与类脑研究”重大项目及上海市类脑智能重大专项子课题等。担任《IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems》、《PLOS Computational Biology》以及国际人工智能顶级会议NeurIPS、ICLR等期刊和会议的审稿人。

报告摘要：大量实验研究表明，低等哺乳动物初级视觉皮层的神经元朝向偏好表现为无序的“盐胡椒”结构，而高等哺乳动物则表现为连续变化的朝向偏好，形成空间规律明显的“风车状”拓扑结构。然而，这些不同结构的可塑性动力学机制及其在视觉信息处理中的功能意义仍不明确。为此，我们提出了一种具有神经可塑性的自演化脉冲神经网络模型，以啮齿类、猫类和灵长类动物的视网膜拓扑投射数据、神经元形态和连接模式等生理参数进行模型训练。研究揭示了风车状与盐胡椒结构形成的关键因素，包括输入视野的重叠程度、神经元连接范围，以及局部连接与长程竞争之间的平衡机制。进一步研究发现，相较于盐胡椒结构，风车状结构的网络布线成本更低、稀疏编码能力更强，在噪声条件下的自然视觉刺激环境中也表现出更高的编码鲁棒性。这些发现阐明了风车状拓扑结构在视觉计算中的优势，对无人驾驶或机器人视觉算法设计具有重要启示意义。