揭示大腦如何組織圖像

健康中國health.china.com.cn　時間： 2014-03-06 　 來源： 揚子晚報

　　大腦的語義地圖，展示了不同的大腦區域如何處理不同種類的資訊。

　　根據大腦掃描獲取的數據繪製的圖像，不同顏色對應不同類別的物體。研究發現激活同一大腦區域的物體類別擁有類似的顏色，人類為綠色，動物為黃色，車輛為粉紅色和紫羅蘭色，建築為藍色。

　　英國媒體報道，借助立基於大腦成像數據的電腦模型，美國加州大學伯克利分校的科學家繪製出驚人的人類“大腦地圖”，揭示大腦如何組織我們每天看到的大量圖像。科學家發現大腦能夠將我們看到的不同物體和活動進行有序排列並且效率極高。據悉，繪製這樣的大腦地圖還是第一次。

　　科學家將這種大腦地圖稱之為“一個連續的語義空間”。研究中，加州大學伯克利分校的科學家要求參與者觀看兩小時視頻，利用功能性磁共振成像技術獲取他們的大腦皮層成像數據而後對這些數據進行分析，了解哪些大腦區域負責處理我們在日常生活中看到的物體並按照它們的類別進行組織。研究人員發現一些類別之間存在有意義的聯繫，例如擁有相同“鄰域語義”的人類和動物，其他則還沒有太大意義，例如走廊和桶之間。不過，不同的人擁有一個類似的“語義佈局”。

　　功能性磁共振成像負責記錄參與者的大腦活動，研究人員對獲取的數據進行分析，尋找數據之間的關聯性同時創建一個電腦模型，展示大腦皮層的3萬個細分區域如何對視頻中展示的1700多種物體和行為作出反應。隨後，他們利用主成份分析法尋找所有參與者共有的“語義空間”，最後繪製出彩色多維地圖，展示1700多種視覺資訊和它們之間的關係。

　　地圖中，激活同一大腦區域的物體類別擁有類似的顏色，人類為綠色，動物為黃色，車輛為粉紅色和紫羅蘭色，建築為藍色。研究論文主執筆人亞歷山大·胡斯表示：“我們採用的方法有助於進行更完整更細緻的大腦活動分析，了解背後的機制。”

　　根據胡斯等人的研究發現，大腦只需動用一個很小的區域就能確定物體類別的多樣性，而不是像此前研究所認為的那樣，一個特定的區域對應一個類別。研究人員指出大腦根據不同類別之間的關係進行組織。胡斯表示：“人類的大腦能夠識別數千種不同類別的物體。鋻於人類大腦的體積有限，一個特定的大腦區域對應一個類別顯然是不可能的。”

　　進一步了解大腦如何組織視覺資訊有助於幫助確診和治療一系列腦部病變。此外，胡斯等人的研究發現也可用於研發大腦-機器界面，尤其是面部以及其他圖像識別系統。研究論文刊登在《神經元》雜誌上。