美国科学家近日揭示了大脑如何学习和识别物体的机制,这一发现可能为未来机器人赋予类似人类的视觉功能。相关研究成果发表在《科学》杂志上。
人们从未两次看到完全相同的画面,但无论狗是奔跑、躺卧、摇尾巴还是乞食,我们都能认出它。大脑如何实现这一识别?科学家认为,大脑通过收集同一物体在短时间内多个不同的“快照”来完成。麻省理工学院副教授詹姆斯·迪卡罗(James DiCarlo)表示:“即使我们无法看到完全相同的图像两次,时间上接近的图片看起来就像同一个物体的图像。”
为验证这一假设,迪卡罗团队在两只猴子身上进行了实验。他们尽力让猴子忘记对物体的预设认知。研究人员将电极连接到大脑负责物体识别的区域,详细测试了猴子识别帆船图片时神经元的变化。当猴子观看包含同一帆船不同角度的显示屏时,研究人员给予食物奖励。有时,当猴子不再注视显示屏时,研究人员在同一位置将帆船图片替换为茶杯图片。最终,猴子大脑中原本对帆船反应的神经元也开始对茶杯产生反应。
迪卡罗指出,猴子身上的研究结果同样适用于人类,人们正是通过这种方式学会将看到的物体归类并识别。这一发现有助于更好地理解视觉学习系统,并可能帮助研究人员开发具有类似“眼睛”系统的计算机,完成人类无法完成的任务,例如在装配线上寻找物品或探测爆炸装置。