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视觉皮层也能处理听觉信息

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科学家在研究与视觉相关的脑处理过程时,发现视觉皮层不仅能利用眼睛看到的视觉信息,还能利用耳朵收集的听觉信息。他们认为,这种听觉输入让视觉系统能预测即将到来的信息,从而成为一种生存优势。相关论文

视觉皮层也能处理听觉信息

科学家在研究与视觉相关的脑处理过程时,发现视觉皮层不仅能利用眼睛看到的视觉信息,还能利用耳朵收集的听觉信息。他们认为,这种听觉输入让视觉系统能预测即将到来的信息,从而成为一种生存优势。相关论文发表在最近出版的《当代生物学》(Current Biology)杂志上。

该研究是一项为期5年的名为“背景反馈与预测的脑部阅读”项目的一部分,由欧洲研究委员会、生物技术与生物科学研究委员会资助。该研究用功能磁共振成像(fMRI)进行了 5 项不同实验,观察了 10 名志愿者的早期视觉皮层的活动。

其中一项实验是让志愿者蒙住眼睛,听3种不同的声音:小鸟唱歌、交通噪音和众声嘈杂。脑部早期视觉皮层在处理不同的声音时,会有不同的模式,研究人员利用一种特殊算法能识别出这些独特模式,从而把不同声音区别开来。而另一项实验则揭示了在没有其他视听信息,早期视觉皮层处理这些声音信息时,志愿者所想象出图像。

该研究负责人、英国格拉斯哥大学(University of Glasgow)神经科学与心理学院教授 Lars Muckli 说:“声音也能产生视觉图像、心理图像和自动心理投射。比如你走在大街上,听到拐角处传来摩托声,你预期将看到一辆摩托车,结果转过弯却发现是一匹马,你就会非常吃惊。”

传统上认为,人类的早期视觉皮层只能处理简单的视觉信息,如方向、对比度、空间频率等,而非视网膜的信息会对早期视觉皮层产生什么影响,人们尚不清楚。Muckli 说:“这项研究增进了我们对不同脑区之间相互联系的理解。以前人们不知道早期视觉皮层还能处理听觉信息,只有对猴子的一些解剖学上的证据。我们的研究首次在人类身上清晰地显示了二者间的关联。今后,我们将进一步实验听觉信息是怎样支持视觉处理的。目前我们的假设是,这能提供一些预测功能,帮助视觉系统专注于意外事件,从而带来一种生存优势。”

Muckli 还指出:“这种机制可能深入揭示那些有精神问题的人,如精神分裂症、自闭症患者的精神状态,帮人们理解他们在感觉认知方面有何异于常人的地方。”他们还将进一步研究,以发现大脑是怎样对声音进行精确的预测编码的。

原文检索:

Petra Vetter, Fraser W. Smith, Lars Muckli. Decoding Sound and Imagery Content in Early Visual Cortex. Current Biology, May 22, 2014; DOI: 10.1016/j.cub.2014.04.020


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