一项新的研究揭示了人类大脑如何整合概念,使我们能够组织和理解世界。该研究于9月24日发表在《神经元》杂志上,通过行为和神经成像技术,阐释了概念知识在人类大脑中的形成过程及其如何指导人类做出决定。
人类智慧的一个重要特征是能够运用以往的知识解决新环境下的问题,这主要通过概念实现。概念是从多种看似不同但实际相关的实体中提炼出的共同本质。伦敦大学维尔克姆神经成像研究中心的哈山·库曼博士解释道:“尽管卷毛小狗和金色猎犬看起来迥然不同,但我们仍能很快意识到它们之间相似的特征,因为它们都代表了‘狗’这一特定概念。”
尽管人们对人类不断形成和使用概念这一事实毫不怀疑,但对于概念知识如何在大脑中形成并指导人们作出有效选择,人们却知之甚少。长久以来,海马体——大脑中形成记忆的结构,一直被认为在概念知识的习得中扮演重要角色。然而,迄今为止,还没有确切的证据证明这一论断。库曼博士及其同事设计了一套实验,能够追踪概念知识的形成及其应用。
参与者在实验中玩一个游戏,面对电脑屏幕上的图案,代表夜晚的天空。参与者需要通过这些天空的图案判断第二天的天气是晴天还是雨天,猜对的人会得到钱作为奖励。在实验之初,参与者只是简单地记住每个图案的外观。但很快,他们注意到有些图案在概念上是相互关联的,就像卷毛小狗和金色猎犬一样。这样,参与者将问题结构化,并完成了该任务。他们甚至能成功地将这一知识运用到不同的情况中,即概念相似但图案不同的情况中。
通过运用平行行为和神经测量法,研究人员发现大脑中的海马体和前额叶皮层形成了一个耦合电路,这证明了概念知识的形成。有趣的是,只有海马体能够预测哪个实验参与者能够成功地将所学的概念应用到视觉场景中去。库曼博士解释道:“这表明,海马体可能产生并存储这些概念,并将信息传递到前额叶皮层,在那里信息被加工使用。例如,在决定哪里的金融回报具有风险时,就需要用到概念的分析和使用。”
实验结果强调了海马体在习得新概念时所扮演的重要角色。这可能与其独特的联网能力,使大量记忆相互发生关联有关。库曼博士说:“我们的研究从神经生物学的角度洞察了人类从视觉经验中发现概念结构的惊人能力,并揭示了像海马体这样的‘记忆区’是如何与前额叶皮层的‘决定区’协同工作,将信息投入使用的。”