层级还是异层级？感觉运动大脑长程连接的一种理论

在传统对新皮层的理解中，感觉信息沿区域层级向上流动，每一级处理日益复杂的特征。信息也通过一组不同的连接沿层级向下流动。尽管层级模型得到了重要支持，但许多解剖连接并不符合标准的层级解释。此外，层级排列的区域有时会并行响应，而非像层级中那样顺序发生。这一点及其他证据表明，两个区域可以同时并行和层级地运作。鉴于这种灵活性，“异层级”一词可能更适合描述新皮层组织。本文提出了一种关于感觉和运动信息如何在新皮层中处理的新解释。我们提议的关键是我们所称的“千脑理论”，该理论假设每个皮层柱都是一个感觉运动学习系统。皮层柱通过整合传感器多次运动中的感觉输入来学习。在这种观点下，即使是初级和次级区域，如V1和V2，也能学习并识别完整的3D物体。这表明区域之间的层级连接用于学习由更小的子物体组成的父物体的组合结构。我们通过检查皮层区域之间以及新皮层与丘脑之间的不同类型长程连接来解释这一理论。我们描述了这些连接，然后提出了它们在感觉运动区域异层级背景下所扮演的具体角色。我们还提出，丘脑在转换物体与传感器之间的姿态方面起着至关重要的作用。我们在此论证的新观点对神经科学和人工智能都具有广泛的影响。