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研究發現視覺和想象力之間存在神經重疊

南卡羅來納州醫科大學的研究人員在《當前生物學》雜志上報告說,大腦將相似的視覺區域用于心理成像和視覺,但是對于心理成像,其使用的低級視覺區域的準確度要低于視覺。

這些發現通過改進研究心理意象和視覺的方法為該領域增加了知識。從長遠來看,它可能會應用于影響心理形象的心理健康障礙,例如創傷后應激障礙。創傷后應激障礙的一種癥狀是創傷事件的侵入性視覺提醒。如果可以更好地理解這些侵入性思想背后的神經功能,也許可以開發出針對PTSD的更好治療方法。

這項研究是由神經科學系副教授Thomas P. Naselaris博士領導的MUSC研究小組進行的。Naselaris小組的發現有助于回答關于心理意象與視覺之間關系的一個古老問題。

Naselaris解釋說:“我們知道心理意象在某些方面與視覺非常相似,但是并不能完全相同。”“我們想特別了解它的不同之處。”

為了探討這個問題,研究人員使用了一種稱為機器學習的人工智能形式,并從機器視覺中獲得見解,該機器使用計算機來查看和處理圖像。

Naselaris解釋說:“有一個類似于大腦的人工系統,即一個神經網絡,可以合成圖像。”“這就像一個合成圖像的生物網絡。”

Naselaris團隊訓練了該網絡以查看圖像,然后采取下一步使計算機對圖像進行想象。網絡的每個部分就像大腦中的一組神經元。網絡或神經元的每個級別在視覺和心理圖像方面都有不同的功能。

為了檢驗這些網絡與大腦功能相似的想法,研究人員進行了MRI研究,以查看哪些大腦區域被精神圖像或視覺激活。

在MRI內時,參與者觀看屏幕上的圖像,還被要求想象屏幕上不同點的圖像。MRI成像使研究人員能夠定義參與者觀看有生命和無生命的物體組合時大腦的哪些部位活躍或安靜。

一旦繪制了這些大腦區域,研究人員便將計算機模型的結果與人腦功能進行了比較。

他們發現計算機和人腦的功能相似。從眼睛的視網膜到初級視覺皮層及其他區域的大腦區域都被視覺和心理圖像激活。但是,在心理圖像中,大腦從眼睛到視覺皮層的激活較不精確,在某種意義上講是擴散的。這類似于神經網絡。利用計算機視覺,代表視網膜和視覺皮層的低層區域可以精確激活。通過心理意象,這種精確的激活變得分散。在視覺皮層以外的大腦區域,視覺和心理圖像的大腦或神經網絡的激活都相似。區別在于大腦從視網膜到視覺皮層的變化。

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