是我看到的,我想象的吗?视觉和想象之间的神经重叠

电脑所见

一个ibis是一台机器,2015年的“看到”。这个加工的图像,基于Zachi博士的照片,由软件工程师Guenther Noack,2015年提供。信贷:2015年Guenther Noack博士,从Wikimedia转载公共(cc boy 4.0)。

南卡罗来纳州医科大学研究人员报告当代生物学yabo124大脑在心理意象和视觉上使用相似的视觉区域,但是在心理意象上使用较低层次的视觉区域比在视觉上使用更精确。这些发现通过提炼研究心理意象和视觉的方法增加了这一领域的知识。从长远来看,它可以应用于影响心理意象的心理健康障碍,如创伤后应激障碍。的一个症状PTSD.是对创伤事件的侵入性视觉提醒。如果能更好地理解这些侵入性想法背后的神经功能,或许就能开发出更好的PTSD治疗方法。

该研究由托马斯P. Naselaris,Ph.D.,神经科学部副教授领导的Musc研究团队进行。Naselaris团队的调查结果有助于回答关于心理图像与愿景关系的古老古怪的问题。

“我们知道心理意象在某些方面与视觉非常相似,但不可能完全相同,”Naselaris解释说。“我们想具体知道它有哪些不同之处。”

“当你想象的时候,大脑活动的精确度较低。它少关节细节,这意味着您在您的心理图像中经历的那种模糊和模糊性有一些基础。“-托马斯纳塞拉里斯博士

“纳塞拉里斯解释说:”这是一个脑的人工制度,一种综合图像的神经网络,“纳塞拉里斯解释说。“它就像一个合成图像的生物网络。”

Naselaris团队训练这个网络看图像,然后让计算机想象图像的下一步。网络的每个部分就像大脑中的一组神经元。网络或神经元的每一级在视觉和心理意象方面都有不同的功能。

为了验证这些网络与大脑功能相似的观点,研究人员进行了核磁共振成像研究,看哪些大脑区域被心理意象或视觉激活。

在MRI内部,参与者在屏幕上观看了图像,并被要求在屏幕上以不同点的图像想象图像。MRI成像使研究人员能够定义大脑的哪些部分是活动的或安静的,而参与者观看了动画和无生命对象的组合。

一旦这些大脑区域被绘制出来,研究人员将计算机模型的结果与人类大脑功能进行比较。

原来的ibis照片

Zachi Evenor博士拍摄的朱鹭照片,计算机处理图像就是基于这张照片。资料来源:Zachi Evenor博士,摘自Wikimedia Commons (CC BY 4)

他们发现计算机和人性化同样运行。来自眼睛视网膜的大脑区域与主要视觉皮层和超越的均用视觉和心理图像激活。然而,在精神图像中,从眼睛到视觉皮层的脑部激活较小,并且在某种意义上是漫射的。这类似于神经网络。通过计算机视觉,表示视网膜和视觉皮质的低级区域具有精确的激活。随着精神图像,这种精确的激活变得漫反射。在超出视觉皮层的大脑区域,大脑或神经网络的激活对于视觉和心理图像类似。差异在于从视网膜到视觉皮层的大脑发生的事情。

“这是一种脑的人工系统,一个神经网络,合成图像。它就像一个合成图像的生物网络。“-托马斯纳塞拉里斯博士

“当你想象的时候,大脑活动的精确性较确,”纳塞拉里斯说。“它少关节细节,这意味着您在精神照片中经历的那种模糊和模糊和模糊性在大脑活动中具有一些基础。”

Naselaris希望这些发现和计算神经科学的发展能够更好地了解心理健康问题。

模糊的梦想形象状态有助于我们区分我们的醒来和梦想的时刻。在PTSD的人们中,创伤事件的侵入图像可能会变得愚蠢,并且在此刻感觉就像现实。通过了解精神图像的作用,科学家可以更好地了解特征的精神疾病,这些疾病是心理图像中断的。

“当人们有创伤事件的真正侵入的图像时,例如接触前肢,一种思考它是精神图像的一种方式,”纳塞拉里斯解释说。“你的大脑中有一些系统让您能够产生创伤事物的真正生动的图像。”

“大脑和机器所做的事情的不同程度给了你一些重要的线索,让你了解大脑和机器的不同之处。”理想情况下,它们可以指明一个方向,帮助机器学习更像大脑。”- - -托马斯纳塞拉里斯博士

更好地理解这在创伤后应激障碍(PTSD)中是如何起作用的,可以提供对其他以精神意象中断为特征的精神健康问题(如精神分裂症)的深入了解。

“那是很长的一句话,”纳塞拉里斯澄清了。

目前,Naselaris专注于精神图像的作品如何,需要更多的研究来解决与心理健康的联系。

这项研究的一个局限性是,实验者在实验过程中能够完全重现他们想象出来的心理图像。将大脑活动转化为心理图像的可视图像的方法正在开发中。

这项研究不仅探讨了所看到和想象的图像的神经系统基础,而且还为改善人工智能进行了研究阶段。

Naselaris说:“大脑和机器所做的不同的程度给了你一些重要的线索,让你了解大脑和机器的不同之处。”“理想情况下,它们可以指明一个方向,帮助机器学习更像大脑。”

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参考:《生成反馈解释了视觉图像和心理图像的不同大脑活动代码》,作者:Jesse L. Breedlove, Ghislain St-Yves, Cheryl A. Olman和Thomas Naselaris, 2020年4月30日,当代生物学yabo124
DOI: 10.1016 / j.cub.2020.04.014

凯瑟琳·布里奇斯是MUSC的医学博士和博士生,在克里斯托弗·考恩博士的实验室工作。

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