Research has shown that neurons within the brain are selective to certain stimuli. For example, the fusiform face area (FFA) region is known by neuroscientists to selectively activate when people see faces over non-face objects. However, the mechanisms by which the primary visual system directs information to the correct higher levels of the brain are currently unknown. In our work, we advance the understanding of the neural mechanisms of perception by creating a novel computational model that incorporates lateral and top down feedback in the form of hierarchical competition. We show that these elements can help explain the information flow and selectivity of high level areas within the brain. Additionally, we present both quantitative and qualitative results that demonstrate consistency with general themes and specific responses observed in the visual system. Finally, we show that our generative framework enables a wide range of applications in computer vision, including overcoming issues of bias that have been discovered in standard deep learning models.


翻译:研究表明,大脑内的神经元有选择性地选择某些刺激因素。例如,神经科学家知道,当人们看到非表面物体的面部时,有选择地激活微软面部区域。然而,目前还不知道初级视觉系统将信息引导到大脑正确高层的机制。在我们的工作中,我们通过创建新颖的计算模型,将横向和上下级的反馈以等级竞争的形式纳入到神经感知机制中,增进了对神经感知机制的理解。我们显示,这些元素可以帮助解释大脑内高层次区域的信息流动和选择性。此外,我们提出了定量和定性结果,表明与一般主题和在视觉系统中观察到的具体反应一致。最后,我们展示了我们的基因化框架,使计算机视觉中的广泛应用得以实现,包括克服在标准的深层次学习模型中发现的偏见问题。

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