科學家“觀察”到人腦編碼新概念過程
- 發佈時間：2015-06-12 01:31:19 來源：科技日報 責任編輯：羅伯特
科技日報北京6月11日電 （記者常麗君）美國卡內基·梅隆大學（CMU）利用先進的腦成像技術，觀察了大腦對某種具體事物的編碼過程，並能通過腦活動標記知道一個人正在想什麼。相關論文發表在近期《人腦圖譜》雜誌上。
據物理學家組織網日前報道，研究人員讓16名志願者學習8個新動物的概念，其中一個是史密森尼研究所2013年公佈的一種新發現的食肉動物犬浣熊。他們一邊教志願者學習，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表徵。
“知道犬浣熊的人有幾百萬。在他們閱讀關於犬浣熊的資訊時，腦中發生了永久變化，我們在實驗室裏對這一過程進行精確檢測。當人們了解犬浣熊主要吃水果而不吃肉時，他們的左額下回以及其他幾個腦區按自己的編碼存儲了這一新資訊。”CMU迪特裏奇人文與社科學院認知神經科學教授馬塞爾·賈斯特説，“對於學習新資訊的每個人，新知識都被編碼在同樣腦區，因為所有人的腦似乎用了相同的歸檔系統。”
該研究一個重要發現是，這8個動物概念各有其獨特的激活標記，因此能通過電腦程式來確定志願者所想的是8個動物中的哪一個。賈斯特説：“一個概念的激活標記是一個人存儲這個概唸有關知識的合成，每種知識存儲在它自己的特徵集合裏。”
即使動物也有獨特的激活標記，當動物和人類共用相同屬性（如相同住處）時，就有類似的激活標記。也就是説，兩個動物在某種屬性上的相似，會導致它們的激活標記相似。這表明激活標記不是隨意的，而是有意義的、可解釋的。
另一個重要發現是，一旦掌握了某種概念屬性，它就會完好地存在大腦中，不會受以後再學習其他屬性的影響。這表明我們所學的東西具有相對的神經持久性。
賈斯特認為，這些發現提供了一個基礎，其他研究人員可以繼續追蹤一個新概念變成腦中新標記的過程。他們還可能開發出一種新的測評工具，評價學習複雜概念的過程，如高中的物理概念，並通過fMRI圖形分析，診斷出學生對一個概念的哪些方面有所誤解或忽視，以幫助指導下一步的教學互動。
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