研究小组发现了大脑自动连接关联物体的机制

当人们看到一把牙刷、一辆汽车、一棵树——任何一个单独的物体——时，他们的大脑会自动将它与其他自然发生的事物联系起来，从而让人类为周围环境建立环境，并设定对世界的期望。通过使用机器学习和大脑成像，研究人员测量了“共现”现象的程度，并确定了涉及的大脑区域。

　　

通过使用机器学习和大脑成像技术，研究人员测量了这种“共存”现象的程度，并确定了与之相关的大脑区域。该研究结果发表在《自然通讯》杂志上。

约翰·霍普金斯大学认知科学家、通讯作者米克·邦纳(Mick Bonner)说:“当我们看到冰箱时，我们以为只是在看它，但在我们的脑海里，我们还会联想到厨房里所有与冰箱有关的东西。”“这是第一次有人对这种情绪进行量化，并确定它发生的大脑区域。”

在一项由两部分组成的研究中，博纳和合著者、宾夕法尼亚大学(University of Pennsylvania)心理学教授拉塞尔·爱泼斯坦(Russell Epstein)使用了一个数据库，该数据库中有数千张风景照片，每个物体都有标签。照片上有家庭场景、城市生活、自然——每个杯子、汽车、树等等都有标签。为了量化物体同时出现的次数，或者特定物体与其他物体同时出现的频率，他们创建了一个统计模型和算法，该模型和算法展示了如果你看到一个键盘，你看到一支笔的可能性，或者如果你看到一个洗碗机，你看到一艘船的可能性。

量化了这些上下文关联后，研究人员下一步试图绘制处理这些关联的大脑区域。

当研究对象的大脑活动被功能磁共振成像(fMRI)监测时，研究小组向他们展示了单个物体的图片，并寻找一个区域的反应跟踪这一共现信息的证据。他们发现的区域是视觉皮层的一个区域，通常与处理空间场景有关。

邦纳说:“当你看一架飞机时，这个区域预示着天空、云彩和所有其他东西。”“长期以来，人们一直认为大脑的这个区域处理空间环境，同时也对世界上各种事物的信息进行编码。”

研究人员早就知道，人们在脱离语境的情况下识别物体的速度会较慢。该团队认为，这是第一个量化视觉环境中物体之间联系的大规模实验，也是第一次深入了解这种视觉环境是如何在大脑中呈现的。

邦纳说:“我们以一种精细的方式表明，大脑实际上似乎代表了这些丰富的统计信息。”

Journal Reference:

1. Michael F. Bonner, Russell A. Epstein. Object representations in the human brain reflect the co-occurrence statistics of vision and language. Nature Communications, 2021; 12 (1) DOI: 10.1038/s41467-021-24368-2