猴子神經(jīng)元更愛(ài)“抽象畫”

大腦視覺(jué)皮層中的神經(jīng)元可以對(duì)非常特殊的刺激做出反應(yīng)，比如名人的臉。長(zhǎng)期以來(lái)，研究人員一直在努力確定究竟是什么圖像刺激了該區(qū)域的神經(jīng)元。

一項(xiàng)在猴子身上進(jìn)行的研究解決了這個(gè)問(wèn)題。研究人員使用一種機(jī)器算法，可以快速計(jì)算出刺激神經(jīng)元的圖像類型。研究結(jié)果顯示，數(shù)百?gòu)埰婀值膱D像（包括扭曲得很奇怪的、像怪獸一樣的猴子臉）最能刺激猴子的神經(jīng)元。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表于《細(xì)胞》。

未參與該研究的美國(guó)國(guó)家眼科研究所神經(jīng)學(xué)家Bevil Conway表示，這項(xiàng)工作“巧妙、創(chuàng)造性地應(yīng)用了人工智能，解決了一個(gè)奇怪的問(wèn)題”。

當(dāng)人的顳下皮質(zhì)受損時(shí)，可能會(huì)失去識(shí)別人臉和物體的能力，患上一種罕見(jiàn)的失認(rèn)癥。研究人員將電極插入猴子的顳下皮質(zhì)，并讓其觀看一系列圖片。這些圖像開(kāi)始不顯示內(nèi)容，只有模糊的灰色視覺(jué)噪聲。但是，根據(jù)哪些圖像可能觸發(fā)選定的神經(jīng)元，機(jī)器算法會(huì)生成一批新的圖像，預(yù)測(cè)猴子神經(jīng)元“更喜歡”的圖片。

首席研究員、哈佛醫(yī)學(xué)院神經(jīng)生物學(xué)家Margaret Livingstone說(shuō)，經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)，該算法產(chǎn)生了一些模糊可識(shí)別的物體圖像，包括“像侏儒、猴子一樣的圖”。其中一些照片讓Conway想到畢加索和培根的肖像畫。

進(jìn)一步測(cè)試表明，盡管神經(jīng)元對(duì)真實(shí)猴子的面部圖像也有反應(yīng)，但它們似乎更喜歡扭曲的抽象概念——這是動(dòng)物在現(xiàn)實(shí)生活中永遠(yuǎn)看不到的東西。

為什么猴子更喜歡抽象的圖像而不是真實(shí)的圖像，這仍然是個(gè)謎。Livingstone認(rèn)為，一種可能是神經(jīng)元通過(guò)計(jì)算人臉之間的差異來(lái)工作，就像漫畫家那樣，把更多的注意力放在極端的特征上。

Livingstone指出，這使神經(jīng)元對(duì)夸張的特征更有反應(yīng)，而且會(huì)比許多連接在一起的單個(gè)神經(jīng)元更有效地識(shí)別特定面孔。

大多數(shù)偏愛(ài)的刺激都是通過(guò)經(jīng)驗(yàn)得來(lái)的，這是肯定的。Livingstone說(shuō)： “猴子不可能進(jìn)化出一種細(xì)胞專門為某張圖片編碼?！?/p>

研究人員表示，下一步將在接受癲癇腦外科手術(shù)的人身上測(cè)試這種方法。Livingstone說(shuō)，“這樣我們能知道人腦中的神經(jīng)元更想看到什么。”