最新研究發(fā)現(xiàn)大腦可根據(jù)搜索目標(biāo)改變功能

孝文

掉在浴室地面上的隱形眼鏡、后院正在倉(cāng)皇逃跑的倉(cāng)鼠、掉落在礫石堆里的汽車(chē)鑰匙：我們?nèi)绾尾拍芟翊蠛漆樢粯诱业竭@些不易尋找的東西呢？美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校的科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)我們正在忙著搜索目標(biāo)時(shí)，大腦里的不同視覺(jué)和非視覺(jué)區(qū)域就會(huì)被調(diào)動(dòng)起來(lái)，用來(lái)追蹤一個(gè)人、動(dòng)物或者是其他東西。

也就是說(shuō)，如果我們?cè)谝蝗喝酥袑ふ乙粋€(gè)走失的小孩時(shí)，通常專(zhuān)注于其他目標(biāo)物的大腦區(qū)域，或者是進(jìn)行抽象思維的區(qū)域，都會(huì)轉(zhuǎn)移注意力，開(kāi)始加入到尋找小孩的工作中來(lái)。因此，大腦會(huì)迅速轉(zhuǎn)變注意力，集中精力尋找走失的小孩，并占用大腦通常用來(lái)完成其他腦力任務(wù)所需的資源。加州大學(xué)伯克利分校的神經(jīng)系統(tǒng)學(xué)博士后研究生，同時(shí)也是4月21日發(fā)表在《自然神經(jīng)科學(xué)》上的研究論文的第一論文作者的托爾加-庫(kù)庫(kù)爾說(shuō)：“我們的研究結(jié)果顯示，人類(lèi)大腦比以前認(rèn)為的變化更大，它能通過(guò)增加我們執(zhí)行的相關(guān)任務(wù)的精確性，最優(yōu)化我們的表現(xiàn)。例如，當(dāng)你計(jì)劃一天的工作時(shí)，你的大腦就會(huì)更多地著眼于處理時(shí)間、任務(wù)、目標(biāo)和回報(bào)上。而當(dāng)你尋找走失的貓咪時(shí)，大腦就會(huì)變得對(duì)動(dòng)物識(shí)別更加敏感?！?/p>

這一發(fā)現(xiàn)有助于解釋為什么我們會(huì)發(fā)現(xiàn)很難集中精力同時(shí)完成多種任務(wù)。該研究結(jié)果還有助于了解人們是如何把注意力轉(zhuǎn)移到具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)上的，除此以外，它可能還對(duì)了解神經(jīng)行為和多動(dòng)癥等注意缺陷障礙有幫助。多項(xiàng)研究采用功能性磁共振成像（fMRI）記錄參與者在視頻中尋找人或車(chē)輛時(shí)的大腦活動(dòng)，獲得這些重要成果。在一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)視頻中出現(xiàn)一個(gè)人時(shí)，參與者就會(huì)向下扳動(dòng)按鈕。在另一項(xiàng)試驗(yàn)中，當(dāng)視頻中出現(xiàn)車(chē)輛時(shí)他們會(huì)有相同動(dòng)作。與此同時(shí)，研究人員會(huì)通過(guò)大腦掃描，通過(guò)大腦數(shù)千個(gè)位置的血流情況測(cè)量神經(jīng)活動(dòng)。研究人員借助正規(guī)化的線(xiàn)性回歸分析（發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中的關(guān)聯(lián)性）建造模型，用來(lái)顯示皮層中的大約5萬(wàn)個(gè)位置中的每個(gè)是如何對(duì)在視頻中看到的935種物體和動(dòng)作作出響應(yīng)的。接著他們根據(jù)這些種類(lèi)中的每種是不是搜索目標(biāo)，對(duì)比到底有多少腦皮層參與到發(fā)現(xiàn)人或者車(chē)輛的工作中去。

研究人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)參與者尋找人時(shí)，相對(duì)來(lái)說(shuō)會(huì)有更多皮層致力于人的搜索工作，當(dāng)他們尋找車(chē)輛時(shí)，就會(huì)有更多皮層參與車(chē)輛的搜索。例如，通常用來(lái)識(shí)別植物或者建筑物等的特定視覺(jué)種類(lèi)的大腦區(qū)域，會(huì)把注意力轉(zhuǎn)向人或者是車(chē)輛，通過(guò)擴(kuò)大從事搜索工作的大腦區(qū)域，提高搜索效率。庫(kù)庫(kù)爾說(shuō)：“很多大腦區(qū)域都會(huì)發(fā)生這種變化，并非只有視覺(jué)區(qū)域。事實(shí)上，最大的變化發(fā)生在前額皮質(zhì)里，通常人們認(rèn)為該區(qū)域與抽象思維、長(zhǎng)遠(yuǎn)計(jì)劃和其他復(fù)雜的腦力任務(wù)有關(guān)。”這些發(fā)現(xiàn)是根據(jù)加州大學(xué)伯克利分校進(jìn)行的一項(xiàng)早期腦成像研究得出的，它們顯示了大腦是如何組織數(shù)千個(gè)動(dòng)態(tài)和靜態(tài)目標(biāo)物的，研究人員稱(chēng)其為“連續(xù)語(yǔ)義空間”。這些發(fā)現(xiàn)顛覆了以前的觀點(diǎn)，即每種視覺(jué)象征著視覺(jué)皮層里的一個(gè)單獨(dú)區(qū)域。研究人員發(fā)現(xiàn)，這些種類(lèi)其實(shí)代表著高度組織化的連續(xù)映射。

這項(xiàng)最新研究進(jìn)一步展示了在進(jìn)行搜索時(shí)，大腦的語(yǔ)義空間是如何根據(jù)搜索目標(biāo)發(fā)生變化的。研究人員已經(jīng)把他們的研究成果粘貼到一個(gè)互動(dòng)在線(xiàn)網(wǎng)站上。這項(xiàng)研究的其他聯(lián)合論文作者分別是加州大學(xué)伯克利分校的杰克-加蘭特、亞歷山大-胡思和西本真治（ShinjiNishimoto）。