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科学家揭示大脑学习和识别物体的秘密

2008-09-23 06:03 未知 科学网 阅读 0
核心摘要: 美国科学家揭示了大脑如何通过收集同一物体在短时间内多个不同快照来学习和识别物体的机制。研究在猴子身上进行,发现神经元可对同一物体的不同图像产生反应,甚至对替换后的新图像也产生反应。该发现有助于理解视觉学习系统,并为开发具有类似人类视觉功能的机器人提供基础。

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。

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