人类大脑以与检测到的相反的顺序回忆视觉特征

原创 维港健康_编辑方  2017-10-10 14:28  阅读 765 次
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哥伦比亚的扎克曼研究所的科学家已经为解决憎恶的感觉做出了贡献,从根本上说,大脑如何构建对外界的解释。当观察场景时,大脑首先处理细节 - 斑点,线条和简单形状,并使用该信息来构建更复杂对象(如汽车和人)的内部表示。但是,当回顾这些信息时,脑会首先记住那些较大的概念,然后重建细节 - 代表相反的处理顺序。涉及人员和雇用数学模型的研究可以揭示从目击证人到定型观念到自闭症的现象。

这项研究发表在美国国家科学院学报。

哥伦比亚大学的Mortimer B. Zuckerman脑脑行为研究所的神经科学家和首席研究员宁倩博士说:“大脑对外界的信息反应或编码的顺序是非常清楚的。“编码总是从简单的事情变得越来越复杂,但是回想起来或解码这些信息是很难理解的,这在很大程度上是因为除了数学建模之外没有任何方法将脑细胞的活动与一个人的感性判断“。

没有任何直接证据,研究人员长期以来认为解码遵循与编码相同的层次结构:从头开始,从细节上构建。这项工作与本台在哥伦比亚执行这项工作并在以色列魏兹曼科学研究所进行工作的这位论文的共同撰稿人米莎·崔克斯博士的主要贡献在于表明这个标准概念是错误的。“钱其琛说。“解码实际上落后,从高层到低层。”

作为这种逆向解码的类比,钱其琛引用去年的总统选举为例。

“当你观察一个候选人所说的话,随着时间的推移,你可能对这个人形成了一个绝对的消极或积极的印象,从那一刻起,你回忆起候选人的话语和行动的方式就是以整体印象“钱博士说。“我们的研究结果显示,更高层次的分类决策 - ”这位候选人是值得信赖的“ - 往往是稳定的,但低级别的记忆 - ”这个候选人说这个或那个“ - 不可靠,因此,高低级解码限制了低级解码。“

为了探索这个解码层次结构,Drs。钱和他们的团队进行了一个设计简单的实验,以便对结果进行清晰的解释。他们要求12人进行一系列类似的工作。首先,他们在计算机屏幕上观看了一条在50度角上的线半秒。一旦它消失了,参与者在屏幕上重新定位了两个点,以将他们记住的点与线的角度相匹配。然后他们多次重复这个任务50次。在第二项任务中,研究人员将线的角度改为53度。在第三个任务中,参与者同时显示两条线,然后必须定位成对的点以匹配每个角度。

以前举行的解码模式预测,在两线任务中,人们首先解码每条线的单个角度(较低级别的特征),并使用该信息来解码两条线的关系(较高级别的特征) 。

“精确角度的记忆通常是不精确的,这是我们在第一组一线任务中确定的,所以在两线任务中,传统模型预测,50度线的角度经常被报告为大于53度线的角度,“钱博士说。

但事实并非如此。传统模式也无法解释数据的其他几个方面,这揭示了参与者回忆两条线之间的双向交互。大脑似乎编码一条线,然后是另一条线,最后编码它们的相对方向。但在解码过程中,当要求参与者报告每条线的个别角度时,他们的大脑使用线的关系 - 哪个角度更大 - 来估计两个单独的角度。

钱博士说:“这是使用这种反向解码方法的参与者的明显证据。

作者认为反向解码是有意义的,因为上下文比细节更重要。看着一张脸,你想快速评估某人是否皱眉,只有后来,如果需要的话,估计眉毛的确切角度。钱其琛补充说:“即使你的日常经验表明,这种看法似乎从高到低都有。”

为了进一步支持,作者然后构建了他们认为发生在大脑中的数学模型。他们使用了称为贝叶斯推理的东西,这是一种基于先验假设估计概率的统计方法。然而,与典型的贝叶斯模型不同,这种新模式使用较高级别的特征作为用于解码较低级别特征的先前信息。回到视线任务,他们开发了一个方程,以根据线的关系来估计各个线的角度。模型的预测适合行为数据。

未来,研究人员计划将其工作扩展到这些简单的感知任务之上,并将其作为对长期记忆的研究,从对我们评估总统候选人来说可能会有广泛的影响,如果证人提供可靠的证词。

钱博士说:“这项工作有助于解释我们每天雇用的大脑潜在的认知过程。” “这也可能有助于解释复杂的认知障碍,如自闭症,人们倾向于过度专注于细节而忽略重要的环境。”

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