研究人员发现大脑中感觉灵活性的起源

2019年12月27日15:19:25研究人员发现大脑中感觉灵活性的起源已关闭评论
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听觉,视觉,触觉–我们的大脑捕捉到各种不同的感觉刺激并将它们链接在一起。大脑为此具有一种内置的过滤器功能:只有在手头的任务必

听觉,视觉,触觉–我们的大脑捕捉到各种不同的感觉刺激并将它们链接在一起。大脑为此具有一种内置的过滤器功能:只有在手头的任务必要且有用时,才会整合感官印象。Bielefeld大学,牛津大学(英国)和Aix-Marseille大学(法国)的研究人员研究了这种感知灵活性的现象,目前已发表有关其发现的研究,该研究结果发表在科学杂志Neuron(2019年4月29日)上。在他们的出版物中,研究人员揭示了感觉刺激在大脑中的整合位置以及这种灵活性可以位于大脑的哪个区域。来自比勒费尔德大学(Bielefeld University)的卓越CITEC集群的Christoph Kayser教授和Hame Park博士参与了这项研究。

“我们对大脑如何处理感觉输入很感兴趣,”负责“认知神经科学”研究小组的Kayser说。在他的工作中,Kayser处理多感官集成-各种感官数据的组合。例如,在观看电影时,就会发生这种情况:您会听到角色在互相说些什么,同时观看他们的嘴唇的动作。但是,将听觉和视觉信息自动整合到大脑中并不总是有用的:例如,观看一部配音的外语电影,而演员的嘴唇的动作与语音不符。 。

研究人员的研究旨在确定发生柔性感觉整合的大脑区域。为此,他们测试了三种潜在的模型。当在第一个模型中完全分开处理不同的感觉刺激时,它们会自动集成到第二个模型中。第三个变体是“因果推理”模型,其中,只有在空间或时间顺序上彼此不相距遥远的情况下,才整合不同的感觉刺激。例如,如果您总是听到声音并同时看到图像,则大脑会整合这些信息。但是,如果声音和图像同时出现,即使以前彼此分开,它们也不会整合在一起。“在“因果推论”模型中,大脑推断出感觉刺激的来源可能是相同的。因此,感觉刺激不会自动整合-只有在它们确实来自同一来源的情况下,这种情况才会发生。”

为了测试这三个模型,研究参与者暴露于视觉和听觉刺激。在实验中,同时显示了声音和声音刺激,而在其他时候则显示了不同的频率。同时,研究人员使用脑磁图(MEG)记录了研究对象的大脑活动。他们发现,这三种模型与大脑中的不同区域匹配,因此对应于不同的加工水平。在最低级别,感觉信息分别映射在视觉和听觉皮层中。此后,此信息将自动整合到位于大脑上部的顶叶中。只有在更高的处理水平上,大脑才能解析出先前阶段的信息,并在必要时过滤掉破坏性的感觉刺激。这种感知上的灵活性位于额叶的负责抽象思维的特殊区域。凯塞尔说:“人们如何处理不同的感官信息早已为人所知,但只是在行为层面上。通过我们的研究,我们首次展示了如何在大脑中以及在哪里处理这种信息。” 。

研究的结果可能会在许多其他研究领域中使用,尤其是在抽象思维方面,因为灵活性和因果关系在此过程中起着重要作用。凯塞尔说:“大脑如何处理感觉输入与技术应用有关,包括人与机器的集成。”这是比勒费尔德大学卓越集群CITEC的Kayser同事的一个关键主题。这项研究的发现在临床环境中也很重要,在此情况下,这些发现可用于帮助更好地了解患者难以正确处理感觉信息的疾病,例如自闭症。

凯瑟(Kayser)是生物学家和数学家,2017年,他接受了比勒费尔德大学(Bielefeld University)认知神经科学教授的职位。2015年,他获得了欧洲研究委员会颁发的“合并者补助金”,该补助金将持续到2020年。欧洲研究委员会通过该奖项为有前途的研究人员在其独立职业生涯中提供支持。