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科學(xué)家“觀察”到人腦編碼新概念過(guò)程

  • 發(fā)布時(shí)間:2015-06-12 01:31:19  來(lái)源:科技日?qǐng)?bào)  作者:佚名  責(zé)任編輯:羅伯特

  科技日?qǐng)?bào)北京6月11日電 (記者常麗君)美國(guó)卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)(CMU)利用先進(jìn)的腦成像技術(shù),觀察了大腦對(duì)某種具體事物的編碼過(guò)程,并能通過(guò)腦活動(dòng)標(biāo)記知道一個(gè)人正在想什么。相關(guān)論文發(fā)表在近期《人腦圖譜》雜志上。

  據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)日前報(bào)道,研究人員讓16名志愿者學(xué)習(xí)8個(gè)新動(dòng)物的概念,其中一個(gè)是史密森尼研究所2013年公布的一種新發(fā)現(xiàn)的食肉動(dòng)物犬浣熊。他們一邊教志愿者學(xué)習(xí),一邊用功能磁共振成像儀(fMRI)觀察新概念如何在腦中形成神經(jīng)表征。

  “知道犬浣熊的人有幾百萬(wàn)。在他們閱讀關(guān)于犬浣熊的信息時(shí),腦中發(fā)生了永久變化,我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室里對(duì)這一過(guò)程進(jìn)行精確檢測(cè)。當(dāng)人們了解犬浣熊主要吃水果而不吃肉時(shí),他們的左額下回以及其他幾個(gè)腦區(qū)按自己的編碼存儲(chǔ)了這一新信息?!盋MU迪特里奇人文與社科學(xué)院認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)教授馬塞爾·賈斯特說(shuō),“對(duì)于學(xué)習(xí)新信息的每個(gè)人,新知識(shí)都被編碼在同樣腦區(qū),因?yàn)樗腥说哪X似乎用了相同的歸檔系統(tǒng)?!?/p>

  該研究一個(gè)重要發(fā)現(xiàn)是,這8個(gè)動(dòng)物概念各有其獨(dú)特的激活標(biāo)記,因此能通過(guò)計(jì)算機(jī)程序來(lái)確定志愿者所想的是8個(gè)動(dòng)物中的哪一個(gè)。賈斯特說(shuō):“一個(gè)概念的激活標(biāo)記是一個(gè)人存儲(chǔ)這個(gè)概念有關(guān)知識(shí)的合成,每種知識(shí)存儲(chǔ)在它自己的特征集合里?!?/p>

  即使動(dòng)物也有獨(dú)特的激活標(biāo)記,當(dāng)動(dòng)物和人類共享相同屬性(如相同住處)時(shí),就有類似的激活標(biāo)記。也就是說(shuō),兩個(gè)動(dòng)物在某種屬性上的相似,會(huì)導(dǎo)致它們的激活標(biāo)記相似。這表明激活標(biāo)記不是隨意的,而是有意義的、可解釋的。

  另一個(gè)重要發(fā)現(xiàn)是,一旦掌握了某種概念屬性,它就會(huì)完好地存在大腦中,不會(huì)受以后再學(xué)習(xí)其他屬性的影響。這表明我們所學(xué)的東西具有相對(duì)的神經(jīng)持久性。

  賈斯特認(rèn)為,這些發(fā)現(xiàn)提供了一個(gè)基礎(chǔ),其他研究人員可以繼續(xù)追蹤一個(gè)新概念變成腦中新標(biāo)記的過(guò)程。他們還可能開(kāi)發(fā)出一種新的測(cè)評(píng)工具,評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)復(fù)雜概念的過(guò)程,如高中的物理概念,并通過(guò)fMRI圖形分析,診斷出學(xué)生對(duì)一個(gè)概念的哪些方面有所誤解或忽視,以幫助指導(dǎo)下一步的教學(xué)互動(dòng)。

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