В мозге обнаружен механизм видеокомпрессии

Оказывается, мозг осуществляет эффективную компрессию сигнала, который поступает от органов зрения. Учёные из института невральных вычислений при Рурском университете (Германия) доказали, что зрительная кора подавляет избыточную информацию и сохраняет энергию, передавая лишь изменения между картинками. Примерно такие же методы используются в современных видеокодеках.

На иллюстрации вверху показано, как первичная зрительная кора обрабатывает последовательность изображений, на одном из которых недостаёт вертикальных элементов. В этом случае мозг вычисляет разницу между полным и неполным изображениями и в определённых случаях передаёт только эту разницу (третье изображение).

Для проверки гипотезы учёные записывали ответы нейронов в мозге кошки на демонстрацию последовательности изображений, таких как растения, пейзажи и здания. Было создано две версии изображений: полная версия и версия без вертикальных/горизонтальных элементов. При показе изображений с частотой 33 Гц (33 картинки в секунду, примерно по 30,3 миллисекунды на кадр) была зафиксирована максимальная активность нейронов, которая линейно зависела от количества изображений. Но когда скорость показа изображений снизили до 10 Гц (10 картинок в секунду по 100 миллисекунд на каждую), то активность нейронов снизилась в случае изображений с недостающей информацией. Учёные предполагают, что кошачий мозг, получив время на обработку данных, принял энергоэффективное решение закодировать разницу между кадрами.

Визуализация нейронов на площади в несколько квадратных миллиметров осуществлялась с помощью специальной краски, чувствительной к напряжению тока. В случае, если по нейрону проходил импульс, он начинал светиться.

Научная работа опубликована в журнале Cerebral Cortex (свободный доступ).

Источник: habrahabr.ru

Комментарии: