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大脑会预测未来!重复观看90 秒的影片,科学家发现前额叶的秘密

 MM的小书屋 2022-04-10

大脑的重量仅仅占了一个人体重的2%,却堪为人体最重要的器官。

作为主导我们思想与行为的总司令,小小一颗大脑可以粗浅划分成4 个主要脑区:额叶(frontal lobe)、顶叶(parietal lobe)、枕叶(occipital lobe)、颞叶(temporal lobe),它们各司其职维运我们的生活;而每一个脑区负责的工作在各专业的努力下轮廓虽已有所描绘,但更完整的功能与作用还等着我们耐心挖掘。

近期就有研究团队惊喜发现,大脑可以预测未来

重复观看90 秒的片段,科学家发现前额叶的秘密

研究者找来30位受试者,安排他们重复观看一段90秒的电影片段6次,同时以功能磁共振成像(fMRI)扫描他们的大脑活动情形,发现大脑在影片不断重复播放的过程中,脑区的神经活动也跟着起起伏伏、对重复的画面产生预期性的波动改变。这些波动的预期程度在不同脑区间更存有差异,例如:前额叶皮层会提前15秒产生预期性反应,而后脑皮层仅提前1秒预测、且只能预测字句或影像的变化。

说得更仔细一点,研究者在监测受试者观看第二次影片的脑波时,透过fMRI 发现大脑的波动图形与第一次相同,但每一次个别起伏都发生得比第一次早。

纽约哥伦比亚大学的认知神经科学家Christopher Baldassanos表示:「研究告诉我们大脑存在一系统化的运作模式,而大脑前端的脑区可以作更长期的预测,」加上后端区域亦能提前1秒作出预测的实验结果,「可见大脑能够在不同时间尺度间创造出预期性的信息!」

Baldassanos 更指出:「我们发现很多脑区都会出现像这样的预测现象。」即便是传统上我们认为与感官知觉或简单作业相关的脑区,都有预测现象的产生,差异仅在预测程度从几秒钟(后端)到15 秒钟(前端)不等。

而这项研究与过去对记忆力的理解相符:前端脑区能记忆的讯息量较后端脑区多,且可记忆讯息量的分布亦是层级分布,差异也是从几秒钟到10秒钟不等。

下一步,我们能更有「意识」地去预测吗?

「关于大脑是如何在不同尺度下预测未来一直是一件令人好奇的事,而这篇研究就证实了大脑可以在不同时间尺度内进行预测。」伦敦DeepMind 的神经科学家Kimberly Stachenfeld 虽然没有参与这份研究,但对这次的结果感到既新奇又期待。

而下一步,科学家们想知道人们是否可以在大脑进行预测性波动时更有「意识」一点,进而对这样的预测作出行动

上述研究中,受试者的角色较为被动,在下一场预备展开的实验中,同为纽约哥伦比亚大学认知神经科学家的协同作者Mariam Aly希望能让受试者主动对未来进行预测,而这一次的结果,就能让我们知道:会不会其实~我们的行为和决策都与大脑的「预测」有关?一起期待吧!

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