人们所熟悉的认知功能类别|我们理解大脑的方式,可能是错的( 二 )
身份危机
当功能性磁共振成像(fMRI)和其他强大的技术使得人们可以用越来越复杂的方式检测活动的大脑时 , 神经科学家们开始热切地寻找人类认知能力的物理基础 。 在理解知觉、注意、学习、记忆、决策、运动控制和其他典型心理活动的神经基础方面 , 科学家们已经取得了巨大进展 。
但他们也发现了令人不安的证据 , 因为这些心理活动的分类和支持它们的神经网络并不像预期那样(具有高度匹配性) 。 Barrett说 , 这不仅仅是大脑的结构忽视了这些既定类别之间的界限 。 支撑不同心理活动类别的神经网络间的重合度过高 , 导致单个神经网络的别名“比夏洛克?福尔摩斯的还要多” 。
这种大脑的“身份危机”并不局限于负责知觉或其他认知功能的神经中枢 。 小脑(cerebellum)是所有脊椎动物的脑结构之一 , 人们起初认为它几乎只负责运动的控制 , 但科学家们发现小脑在注意过程、情绪调节、语言处理和决策中也起到了作用 。 基底神经节(basalganglia) , 另一个长期以来被认为与运动控制有关的区域 , 也同样被证明参与了多种高级认知过程 。
在这些令人困惑的结果中 , 有些问题可能出自实验方法 。 例如 , 为了找到大脑执行不同功能时对应的大脑区域 , 神经科学家通常将认知过程与fMRI测量到的大脑活动模式联系起来 。 但研究表明 , 科学家们需要对与任务无关的肌肉抽动和(被试的)姿势调整更加警惕 , 因为这些微小的活动可能会玷污数据的真实性 。
美国纽约大学医学院(NYUSchoolofMedicine)的神经科学家Gy?rgyBuzsáki说:"你以为实验结果能告诉你一些关于大脑高级认知的真相 。 但事实上 , 它反映的可能只是(被试的)眼睛随着实验进行在移动而已 。 ”
但他和其他科学家认为 , 最近的发现还突出了神经科学中一个更深层次的概念性问题 。 Buzsáki说:"我认为 , 我们根据先入为主的概念来划分大脑的区域 , 并错误地假设这些概念与大脑功能一样存在同样的边界 。 "
2019年 , 美国斯坦福大学(StanfordUniversity)的神经科学家RussellPoldrack和同事开始测试公认的心理功能类别是否准确 。 他们从研究不同类型认知控制的实验中获得了大量的行为-神经数据 , 其中包括工作记忆(workingmemory)、反应抑制(responseinhibition)和学习(learning) , 并利用机器学习算法将心理功能进行分类 。 结果打破了人们的预期:算法将传统类别下的大脑数据混在了一起 , 并根据“在更加泛化的构架上存在同步”的理由将它们重新分组 。 Poldrack说 , 这些构架还未被定义过 , 而且它们可能与我们已有的(研究)经验没有直接联系 。
Poldrack的同事进行的另一项研究发现 , 那些用来研究知觉或记忆的任务“不是真的在测量不同的构架” , Poldrack说道 。 “这表明这两个类别的区分并不精确” 。 他强调 , 这并不代表“知觉”或“记忆”是一个无用的术语 。 但是 , “如果想了解大脑的作用 , 我们可能需要更精确的方法来理解特定的功能 。 ”
Poldrack表示 , 目前人们甚至不清楚应该如何区分知觉测试和记忆测试 , 而这代表着这些被分类的构架“可能不是大脑特性的真正表征” 。
一些科学家反驳道 , 只要知道视皮层不只是参与视觉 , 或者一个记忆神经回路能做的事情比它的名字所暗示的要多 , 就不一定需要重新思考这些分类本身 。 但是 , 美国约翰斯·霍普金斯大学(JohnsHopkinsUniversity)的神经科学家JohnKrakauer说:"有时一个术语的使用范围过度宽泛和模糊 , 会对我们设计的实验和假设产生不利影响 。 ”
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