斯坦福学者发现了“皮卡丘脑区”
作者: mints 编译 / 825次阅读 时间: 2019年6月18日
标签: 神奇宝贝 皮卡丘 枕颞沟 中心视觉 周边视觉 离心偏见理论
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斯坦福学者发现了“皮卡丘脑区”
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和《神奇宝贝》游戏有关的研究也能发nature?

没错,在斯坦福大学攻读研究生的Jesse Gomez从6岁起,就和其他孩子一样在任天堂的游戏机上玩《神奇宝贝·蓝》游戏了。这个游戏需要识别数百个不同的宠物小精灵,每个小精灵都是动物或神话中的形象改编而来。

Gomez设想,如果招募到在童年期就开始密集的玩《神奇宝贝》游戏的同龄成年人(包括他自己),他就可以开始探索该游戏是否会对玩家的视觉皮层组织产生影响。



如果你的视力没有问题,那么,在你看到脸部图像时,你大脑(视觉皮层)中的一个特定的区域会有特别强烈的反应,这就像是有些脑区对文字或自然风光特别敏感。

面孔、单词和风景在大脑中都有固定的区域与之相对应。然而,对于某个类别的视觉刺激,大脑之中不会有特定的区域与之对应——例如,找不到“汽车”或“鞋”的分类脑区(至少到目前为止还没有发现)。

难道这是因为我们看见脸的时间比看见汽车的时间长么?那么,童年经验对于视觉训练有多重要呢?如果答案是肯定的话,那么从理论上讲,童年期花费大量的时间看各式各样的某类物体,就会在大脑中留下一个专属的类别区域么?答案也肯定的。

Gomez的这篇论文发表在《自然·人类行为》杂志上。这项独创性研究发现,那些在童年时期玩过很多年神奇宝贝游戏的成年人,“他们的大脑视觉皮层里有个皮卡丘脑区”。

研究人员已经发现,猕猴大脑中掌管分类的脑区,其形成的过程在一个关键的窗口期。Jesse Gomez领导的这项研究,就是想要知道人类大脑的分类区域的发育形成过程中,是否和猕猴一样同样存在这样的窗口期。



研究人员向被试展示了小精灵的图像及其他图像(比如脸、走廊和卡通,如下图),并且在展示时扫描了他们的大脑,

然后,研究人员根据被试识别图像的精度,将参与者分为两组——新手组和老手组。(如下图所示)

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Gomez和他的同事发现,当老手看到宠物小精灵图片时,其视觉皮层(枕颞沟 The occipitotemporal sulcus)内的某个离散区域会异常活跃。而新手组中没有发生这种情况。枕颞沟是大脑视皮层的一个褶皱,通常用来处理动物的图像。

Gomez团队认为,这种不同的反应为一种被称为离心偏见理论(eccentricity bias)提供了证据。

离心偏见理论认为大脑对视觉信息进行排序的依据,是图像首次出现在脑区的位置。无论神奇宝贝所在的中心视觉(CV=central vision)区域、还是房间布局所在的周边视觉(PV=peripheral vision),抑或还是两者的组合。


上图显示,该模式与离心偏见理论对腹侧颞叶皮质形态发展的预测一致。

另一项研究发现,识别某种物体(如汽车)的成年高手,他们大脑对这些物体的反应与新手不同。但这些差异并不存在于视觉皮层,而是更多地存在于前额叶皮层。前额叶皮层负责注意力和决策,前额叶皮层不参与基本的视觉处理。

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哈佛大学的Daniel Janini和Talia Konkle在同一期刊上发表的一篇新闻评论中写道:“目前发现的皮卡丘脑区着实让人感到震惊,我们根据年幼猕猴视觉皮层可塑性的工作基础开发的视觉系统的可塑性是多么惊人!”

Gomez和他的同事们还发现,“皮卡丘脑区”和面部处理、或文字处理区域在大脑中都有相似的位置。

他们认为,物体在视网膜上图像物理尺寸对于确定大脑中类别区域的形成位置很重要。研究人员认为,孩子们在旧游戏机屏幕上看到的一个宠物精灵角色的图像大小总是比别人的脸小,比风景小很多,这可能对成人大脑中视觉表征的处理方式产生持久影响。

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这项研究不仅引人入胜,而且具有潜在的重要现实意义。

“我们的研究数据提出了这样一种可能性:如果人们在儿童时期不分享共同的视觉刺激体验——无论是由于疾病(如白内障)或是观看模式的文化差异,那么,这些刺激会导致成年期非典型的或独特的行为表现,这对于学习障碍和社会残疾而言,具有重要的意义。”研究人员写道。

例如,自闭症与面孔识别困难和讨厌眼神接触有关。如果自闭症儿童长大后看人脸时的行为特质与大多数儿童的方式都不同,那么,这或许可以解释为:他们视觉皮层面部敏感区域存在功能缺陷,反过来,这也可能让自闭症儿童体验到社会困难。

如果这种解释是正确的,那么,找出视觉脑皮质的可塑性的窗口,以及窗口期持续的时间,对于设计自闭症和其他神经发育状况的有效干预措施而言至关重要。 

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