最新研究发现大脑可根据搜索目标改变功能

中国教育装备采购网2013-04-28 11:03围观1739次我要分享

  北京时间4月27日消息,据国外媒体报道,掉在浴室地面上的隐形眼镜、后院正在仓皇逃跑的仓鼠、掉落在砾石堆里的汽车钥匙:我们如何才能像大海捞针一样找到这些不易寻找的东西呢?美国加州大学伯克利分校的科学家已经发现,当我们正在忙着搜索目标时,大脑里的不同视觉和非视觉区域就会被调动起来,用来追踪一个人、动物或者是其他东西。

  

当寻找一个人时,会有更多大脑部位参与到这项工作中来(上图中由绿色表示)。下图中的红色代表的是在寻找车辆时,大脑的注意力发生的变化。

  也就是说,如果我们在一群人中寻找一个走失的小孩时,通常专注于其他目标物的大脑区域,或者是进行抽象思维的区域,都会转移注意力,开始加入到寻找小孩的工作中来。因此,大脑会迅速转变注意力,集中精力寻找走失的小孩,并占用大脑通常用来完成其他脑力任务所需的资源。加州大学伯克利分校的神经系统学博士后研究生,同时也是4月21日发表在《自然—神经科学》上的研究论文的第一论文作者的托尔加-库库尔说:“我们的研究结果显示,人类大脑比以前认为的变化更大,它能通过增加我们执行的相关任务的精确性,最优化我们的表现。例如,当你计划一天的工作时,你的大脑就会更多地着眼于处理时间、任务、目标和回报上。而当你寻找走失的猫咪时,大脑就会变得对动物识别更加敏感。”

  这一发现有助于解释为什么我们会发现很难集中精力同时完成多种任务。该研究结果还有助于了解人们是如何把注意力转移到具有挑战性的任务上的,除此以外,它可能还对了解神经行为和多动症等注意缺陷障碍有帮助。多项研究采用功能性磁共振成像(fMRI)记录参与者在视频中寻找人或车辆时的大脑活动,获得这些重要成果。在一项实验中,当视频中出现一个人时,参与者就会向下扳动按钮。在另一项试验中,当视频中出现车辆时他们会有相同动作。与此同时,研究人员会通过大脑扫描,通过大脑数千个位置的血流情况测量神经活动。研究人员借助正规化的线性回归分析(发现数据中的关联性)建造模型,用来显示皮层中的大约5万个位置中的每个是如何对在视频中看到的935种物体和动作作出响应的。接着他们根据这些种类中的每种是不是搜索目标,对比到底有多少脑皮层参与到发现人或者车辆的工作中去。

  研究人员发现,当参与者寻找人时,相对来说会有更多皮层致力于人的搜索工作,当他们寻找车辆时,就会有更多皮层参与车辆的搜索。例如,通常用来识别植物或者建筑物等的特定视觉种类的大脑区域,会把注意力转向人或者是车辆,通过扩大从事搜索工作的大脑区域,提高搜索效率。库库尔说:“很多大脑区域都会发生这种变化,并非只有视觉区域。事实上,最大的变化发生在前额皮质里,通常人们认为该区域与抽象思维、长远计划和其他复杂的脑力任务有关。”这些发现是根据加州大学伯克利分校进行的一项早期脑成像研究得出的,它们显示了大脑是如何组织数千个动态和静态目标物的,研究人员称其为“连续语义空间”。这些发现颠覆了以前的观点,即每种视觉象征着视觉皮层里的一个单独区域。研究人员发现,这些种类其实代表着高度组织化的连续映射。

  这项最新研究进一步展示了在进行搜索时,大脑的语义空间是如何根据搜索目标发生变化的。研究人员已经把他们的研究成果粘贴到一个互动在线网站上。这项研究的其他联合论文作者分别是加州大学伯克利分校的杰克-加兰特、亚历山大-胡思和西本真治(Shinji Nishimoto)。

来源:新浪科技

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