新大脑机制可自动连接脑海中的物体

科学家绘制了大脑中“连接”相似物体的那部分，从而对大脑如何脱离上下文处理信息产生了新的见解。

约翰斯·霍普金斯大学官网7月9日消息

当人们看到牙刷、汽车、一棵树（任何一个单独的物体）时，他们的大脑会自动将其与其他自然发生的事物联系起来，从而使人们能够为周围的环境建立背景，并设定对世界的期望。

通过使用机器学习和大脑成像，研究人员测量了“共现”（co－occurrence）现象的程度，并确定了涉及的大脑区域。研究结果发表在《自然－通讯》（Nature Communications）杂志上。

研究于2021年7月2日发表在《Nature Communications》（最新影响因子：14．919）杂志上

通讯作者、约翰斯·霍普金斯大学（Johns Hopkins University）认知科学家Michael F． Bonner说：“当我们看到冰箱时，我们认为自己只是在看冰箱，但在我们的脑海中，我们也会想起厨房里所有与冰箱有关的其他东西。这是第一次有人对这一现象进行量化，并确定了它发生的大脑区域。”

认知科学家Michael F． Bonner

在一项分两部分进行的研究中，Bonner和宾夕法尼亚大学（University of Pennsylvania）心理学教授Russell Epstein使用了一个数据库，里面有数千张风景照片，每一个物体都有标签。有家庭场景、城市生活、自然的照片，这些照片上有每个杯子、汽车、树等的标签。为了量化物体的共现，或特定物体与其他物体一起出现的频率，他们创建了一个统计模型和算法，证明如果你看到一个键盘，你看到一支笔的可能性，或者如果你看到一个洗碗机，你看到一艘船的可能性。

对这些关联进行量化后，研究人员接下来试图绘制大脑中处理这些关联的区域。

当研究人员用功能性磁共振成像（fMRI）监测受试者的大脑活动时，研究小组向他们展示单个物体的图片，并寻找某个区域的证据，该区域的反应跟踪了这一共现信息。他们确定的位置是视觉皮层中与空间场景处理相关的区域。

Bonner说：“当你看一架飞机时，这个区域会发出天空、云层和所有其他东西的信号。长期以来，人们认为大脑的这个区域负责处理空间环境，同时也在编码有关世界上事物如何组合的信息。”

研究人员早就知道，人们在无上下文信息的情况下识别物体的速度较慢。研究小组认为，这是第一次量化视觉环境中物体之间的关联的大规模实验，也是第一次深入了解视觉环境在大脑中是如何呈现的。

Bonner说：“我们以一种精细的方式表明，大脑实际上似乎完成了这些丰富的统计信息。”

创建于1876年的约翰斯·霍普金斯大学

参考文献

Source：Johns Hopkins University

Team find brain mechanism that automatically links objects in our minds

Reference：

Bonner， M．F．， Epstein， R．A． Object representations in the human brain reflect the co－occurrence statistics of vision and language． Nat Commun 12， 4081 （2021）． https：／／doi．org／10．1038／s41467－021－24368－2

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