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随着人类阅读能力的发展,大脑的关键区域被重新利用。

来源:本文章来源于网络    时间:2020-09-04 16:41:36   

受阅读能力的启发,大脑的一些关键区域被重复使用。

阅读能力使人类与其他动物区别开来。尽管人类已经发展了几千年的读写系统,但数千年的时间太短,大脑无法进化出专门用于阅读的新领域。

为了解释这种能力的发展,一些科学家认为大脑中最初为其他目的进化的区域已被重新用于阅读。例如,他们认为,专门为识别物体而设计的视觉系统的一部分被重新用于正字法处理(正字法处理),这是阅读所必需的。

麻省理工学院(MIT)神经科学家在麻省理工学院(MIT)的一项新研究为这一假说提供了证据,自然通讯8月4日报道。

研究结果表明,即使在不知道如何阅读的非人类灵长类动物中,大脑中被称为颞下皮层的区域也能执行任务,例如识别有意义和无意义的单词,或从一个单词中挑选特定的字母。

这篇论文的作者、麻省理工学院大脑和认知科学系主任Jamesdicarlo说:这项工作在迅速发展的视觉处理神经机制和人类阅读能力之间建立了一种潜在的联系。

阅读是一个复杂的过程,包括单词的识别、赋予单词的意义,以及将单词与相应的发音联系起来。大脑的不同部分也扮演着相应的角色。功能性磁共振成像(FMRI)研究发现,当大脑处理文字时,颞下皮层的视觉文本形成区域就会被激活。这个区域涉及到拼写阶段:从杂乱或未知字母中识别单词。

这篇论文的合著者之一斯坦尼拉斯德哈内教授使用功能性磁共振成像(Fmri)发现,一旦人们学会阅读,对物体和面孔作出反应的颞下皮层区域就高度专业化,能够识别文本。然而,鉴于人类成像方法的局限性,用单个神经元的分辨率来描述这些表征是一个挑战,并定量地测试它们在正字学处理中是否被重用,以及如何被重用。这些发现让我们怀疑,非人类灵长类动物是否能提供一个独特的机会来研究正字法背后的神经机制。

研究人员假设,如果灵长类动物大脑的某些区域倾向于处理文字,他们可能会在非人类灵长类动物的神经活动中找到模式。

为了证实这一观点,研究人员要求恒河猴看大约2000串字母,其中一些是英文单词,有些是毫无意义的字母组合。在观察期间,研究人员记录了恒河猴颞下皮层大约500个神经点的神经活动。

这种方法的效率在于你不需要训练动物去做任何事情。你所需要做的就是记录神经活动模式,Rajalingham说。

然后,研究人员将神经数据输入到一个基于线性分类器的计算机模型中,该模型结合500个输入神经点来预测触发神经活动模式的字母字符串是否是一个单词。该模型就像动物的双模型,它使用神经数据产生一种行为。利用这些神经数据,该模型能够准确地预测许多正交任务。

研究人员还记录了大脑另一个区域(V4)的神经活动,这也是视觉皮层的一部分。当他们将v4活动模式输入线性分类器模型时,该模型很难预测人类或狒狒在正形文字处理任务中的表现(与颞下皮层相比)。研究人员解释说,这些结果表明颞下皮层特别适合阅读所需的技能,并支持这样的假设,即某些阅读机制是基于高度进化的物体识别机制的。

汇编:长丝评论:最高职责:雷新宇

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