大脑的视觉搜索近乎最佳

在野外,哺乳动物能生存下来是因为它们能看到并躲避潜伏在阴暗灌木丛中的捕食者。

这种能力也适用于人类世界。美国运输安全管理局(Transportation Security Administration)的安检人员可以从我们凌乱塞得满满的行李箱图像中挑出危险物品。我们每天早上都走出家门,因为我们在门边杂乱的架子上发现了车钥匙。

这种识别被干扰物包围的目标物体的能力是我们神经系统的显著功能之一。

是大脑的重要任务。令人惊讶的是,即使是在一个复杂的任务中,比如在一个有干扰物的场景中检测一个物体,我们发现人们的表现接近最佳。贝勒医学院神经科学助理教授马卫骥博士说:“这意味着大脑在获得可用信息的情况下能够做到最好。”他和其他机构同事的一份研究报告发表在该杂志的网上

识别目标不仅仅是弄清楚每一个单独的物体。

“目标检测涉及整合来自多个位置的信息,”马说。“许多物体可能看起来像你正在搜索的目标。这是一种认知判断,也是一种视觉判断。”

必须考虑的一个因素是信息的可靠性。

“我们特别研究这一点,”马云说。“如果你是一名侦探,你会根据消息来源的可靠性来衡量不同的信息。同样的,大脑也需要对不同的部分进行称重."

在他的研究中,他和他的同事们用电脑屏幕向受试者展示了一组线条,这些线条可能包含也可能不包含以特定方式指向的线条。为了控制可靠性,他们随机改变每一行的对比度,使目标更容易或更难被发现。每个屏幕只显示了不到一秒钟,这使得搜索任务非常困难。

他说:“我们发现,即使是在这项复杂的任务中,人们在检测目标时也接近最佳状态。”“这意味着人类可以在一瞬间整合跨空间的信息,同时考虑到信息的可靠性。这在我们的日常生活中很重要。”

他说,这项任务被故意设置得非常困难,以至于人们会犯错误,但在视觉观察固有的干扰下,他们的答案尽可能地好。

在他们研究的第二部分,他们确定这种能力可能依赖于对不同直线方向做出不同反应的神经元群(群)。利用这样的群体,他们能够构建一个神经网络,可以通过适当的可靠性来加权信息。

他们在计算机上模拟了这项任务,并重现了人类受试者的行为,这证实了他们的论点,即这项任务需要大量的神经元。

“视觉系统会自动地、下意识地执行复杂的任务,”马说。“人们看到物体以及它们之间的关系。我们不只是用眼睛看。我们用大脑看。我们的眼睛是相机,但在我们大脑中解释图像的过程是观看。”

下一个问题是,视觉任务何时变得如此复杂,以至于人脑无法达到最佳状态?

更多信息:自然神经科学http://www.nature.com/neuro/index.html

所提供的贝勒医学院
引用:大脑执行视觉搜索接近最佳(2011年5月8日)检索2023年3月20日从//www.pyrotek-europe.com/news/2011-05-brain-visual-optimally.html
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