现实视觉刺激下神经网络攻击对视觉皮层的侵袭性影响研究

这篇综述创新性地探讨了神经网络攻击（FLO和JAM）在包含23万神经元的小鼠初级视觉皮层（V1）模型中的破坏效应，通过闪光、电影和漂移光栅三种现实视觉刺激，量化了攻击对神经活动（如动作电位数量、时间延迟百分比）的差异化影响。研究揭示了JAM攻击具有更强的神经抑制性和持久性（延迟达1100毫秒），为脑机接口（BCI）安全及神经退行性疾病治疗中的侵入式设备风险防控提供了关键数据。

　　

亮点

本研究首次在包含六层结构、约23万神经元的小鼠初级视觉皮层（V1）模型中，模拟了神经元洪水攻击（FLO）和神经元干扰攻击（JAM）对三种现实视觉刺激（闪光效应、电影片段、90°漂移光栅）的破坏效应。

讨论

• •

  攻击效果对比：电影刺激对攻击最敏感，而闪光刺激中的暗事件表现出最高抗性。JAM攻击能抑制99%的神经活动，且仅需影响少量神经元即可造成显著延迟（50%-95%），而FLO的影响范围与攻击神经元数量正相关。

• •

  时间传播差异：FLO的影响持续200-300毫秒，而JAM的干扰可持续600-1100毫秒，具体取决于刺激事件类型。

• •

  参数优化：攻击电压设定为神经元自然阈值上限（FLO）或重置电位（JAM），验证了25%和50%神经元受攻击时的梯度效应。

结论

该研究为侵入式脑机接口（BCI）的单神经元级安全漏洞提供了实证依据，表明神经网络攻击可能通过视觉皮层干扰影响认知功能。未来需探索更复杂的神经拓扑模型及动态刺激场景下的攻击缓解策略。

作者贡献声明

维多利亚·马格达莱纳·洛佩兹·马德杰斯卡：研究设计、数据模拟与论文撰写；塞尔吉奥·洛佩兹·伯纳尔：方法论指导；格雷戈里奥·马丁内斯·佩雷斯：项目监督与资金支持；阿尔贝托·休尔塔斯·塞尔德兰：概念构建与论文修订。

利益冲突声明

作者声明无潜在竞争利益。

致谢

感谢西班牙国家网络安全研究所（INCIBE）、瑞士国防采购局（armasuisse）及苏黎世大学（UZH）的资金支持。