你的大脑如何潜意识地识别日常模式：深入了解自动思维过程

你的大脑如何潜意识地识别日常模式：深入了解自动思维过程

人脑不断地识别日常经历中的模式，并且无需 有意识的思考 ，就像一项研究 1 显示。这项研究分析了因医学原因在大脑中植入电极的人的神经活动。

研究表明，关键大脑区域的神经元结合了有关正在发生的事情和发生时间的信息。这使得大脑能够随着时间的推移识别事件的模式。作者说，这有助于大脑预测即将发生的事件。结果今天发表在杂志上自然发表。

“大脑做了很多我们没有意识到的事情，”特隆赫姆挪威科技大学的神经科学家爱德华·莫泽解释道。 “这也不例外。”

数据过多

为了了解我们周围的世界，大脑必须处理大量信息：正在发生什么、在哪里发生以及何时发生。研究作者想要研究大脑如何随着时间的推移组织这些信息——这是实现这一目标的关键一步。 学习与记忆 。

研究小组研究了17 准备接受手术治疗的癫痫患者 。这些电极使作者能够直接记录多个大脑区域中单个神经元的活动。

这些地区包括 海马 和 内嗅皮层 ，那些关于记忆和 导航 都参与其中。这些区域包含时间和地点细胞，通过对时间和位置进行编码，充当人体的内部时钟和 GPS 系统。 “进入我们大脑的所有外部信息都必须通过这个系统进行过滤，”研究合著者、加州大学洛杉矶分校的神经学家 Itzhak Fried 说。

面孔游行

为了准备主要实验，研究人员向每个参与者展示了各种面部图像。对于每个参与者，科学家们确定了六个 强烈激活参与者大脑中单个神经元的面孔 。例如，参与者可能有一个“戴墨镜的男人”神经元、一个“戴帽子的女人”神经元和其他四个神经元，每个神经元都喜欢特定的面孔。

研究小组将每个参与者的六张照片排列成一个三角形，每个角各有一张照片，每边各有一张照片。每个图像都通过穿过三角形及其内部的边的线连接。

在一项实验中，参与者观看了一系列面部图像。一个简单的规则决定了图像的顺序：每张脸后面都跟着另一个以三角形连接的脸（参见“模式识别”）。例如，如果第一个面是三角形左下角的面，则第二个面将是其两个直接邻居之一：三角形底边中心的面或三角形左侧中心的面。实验者没有向参与者透露这条规则。此外，在每次试验中，参与者都会因为被问到有关图像内容的问题而分散注意力。

在实验过程中，每个参与者的海马体和内嗅皮层中的神经元逐渐开始不仅对呈现的面孔做出反应，而且对三角形中与其直接相连的面孔做出反应。当参与者被问及是否注意到图像顺序中的某种模式时，他们说没有。尽管如此，他们的脑细胞还是学会了这种模式，这表明大脑可以在无意识的情况下识别模式。在试验之间的休息时间，参与者的“面部”神经元会回放他们所学到的内容，并在没有受到刺激的情况下独立地经历这些模式。

“这不是明确的，而是隐含的。大脑基本上很快就能检测到它，我们可以观察单个细胞的这些变化，”弗里德说。

面向未来的神经元

作者发现神经元还可以预测接下来会出现哪些图像。这表明大脑学会根据学习的模式来预测未来事件。

英国布里斯托大学的神经科学家马特·琼斯说：“在没有外部激励的情况下发生这种情况真的很有趣。” “许多结果与啮齿动物研究的预测非常一致，并强调了海马回路如何进化来构建我们的认知地图，”他补充道。

了解大脑如何组织有关事件序列的信息可能具有重要的临床应用。例如，您可以 记忆增强疗法 弗里德解释说，旨在促进代表重要记忆的特定神经模式。 “这最终是将事物及时连接在一起。这确实是记忆的本质。”

1. Tacikowski, P.、Calendar, G.、Ciliberti, D. 和 Fried, I. Nature https://doi.org/10.1038/s41586-024-07973-1 (2024)。

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