大腦如何發現所需信息

儘管大腦接受大量的視覺信息，但大腦有種將注意力集中於重要與相關信息的特殊能力。例如，今年秋天，美國全國橄欖球聯盟的四分衛因怎樣更好的將注意力集中於顏色以及動作而廣受好評-可以快速的判別隊員與對手的運動衫顏色以及他們應位於何處領導整支隊伍，這是一個很有價值的技巧。然而，大腦是如何完成這一壯舉的，我們對此卻知之甚少。

如今，芝加哥大學的科學家已經辨識出大腦中的一個區域好像是感知顏色與動作組合的中樞。他們發現了一組很獨特的神經元，這些神經元基於所看到的景象對不同顏色和方向的敏感性是變化的——例如，穿紅色運動衫的接球運動員沖向球門區。這項研究清楚的闡明了一個基本的神經過程，而這個基本的神經過程正是關注人物的關鍵步驟。

「大多數在任何給定視覺場景中的物體都不是很重要的，那麼大腦是怎樣選擇或者注意重要的事物的？」芝加哥大學神經學副教授，哲學博士，該項研究的資深作者大衛弗德里曼如是說。我們看到的信息在大腦的這個區域歸零校準，這個區域充當歸零校準過程的中樞。大腦的這個區域用很靈活的方法進行歸零校準這項工作，根據要尋找事物的不同而每時每刻都在變化。

大腦的視覺皮質擁有多重互聯的區域，正是這些區域負責處理我們眼睛所看到的陌生視覺信號的不同方面。我們已經知道，關於運動和顏色的基本信息是通過兩個這樣的區域傳遞的，但是大腦是怎樣將這些信息流組合為對做出決定或其他高階過程有用的信息仍未可知。

為了研究這一過程，弗德曼與博士後研究員吉楊伊伯斯，哲學博士一道研究在做簡單的工作過程中單個神經元的反應。猴子的神經元展現的是一系列快速的視覺影像。最初的影像展現的或是一組移動上升的紅點或是一組移動下降的黃點，這些影像可以說明在實驗中，那些特定的顏色與方向是相關的。當他們鬆開把柄這個影像重現時，受試者會受到獎勵。隨後的影像由向不同方向移動的各色點所組成，在隨後的這些影像中包含最初的影像。

動態神經元

弗德曼與伊伯斯觀察側頂葉區域內的神經元，這個區域和大腦中與視覺，運動控制以及感知功能相關的區域高度互連。受試者執行任務、尋找顏色與動作的特定組合時，側頂葉區域的神經元變的非常活躍。當受試者被動的觀察相同的影像並且沒有做相應的任務時，側頂葉區域的神經元沒有任何反應。

研究團隊進一步研究側頂葉區域神經元的反應時，他們發現這些些神經元具有很獨特的特性。此試驗中，個體神經元朝著相關的顏色與動作特性將本身的敏感性轉移到顏色與方向上。例如，受試者尋找移動上升的紅點時，神經元會對方向為上升運動以及顏色為紅色的點反應很強烈。如果幾秒鐘以後，任務轉變為尋找另一種移動方向與顏色的點，同一個神經元將會對新的組合更加積極的響應。

「理論研究在很久以前就假定功能優化的轉移，"伊伯斯說道。」這是大腦中的神經元依據與解答任務有關的特性首次顯示轉移自身選擇性。「

對於側頂葉區域如何將基本顏色與動作信息組合起來，弗德曼與伊伯斯建立了一個模型。注意力可能通過來自影響側頂葉神經元選擇性的高階大腦區域的信息來影響這個過程。該研究團隊相信側頂葉區域對理解基本的感官信息有重要作用，並且，他們嘗試去更好的理解涉及到這個過程的整個大腦內的神經元電路。

「我們的研究表明大腦的這個區域將來自整個大腦內相互關聯區域的信息進行整合」，弗德曼說道。"這個區域將輸入——視覺，運動，與記憶和做決定有關的感知輸入組合在一起，並且用一種有助於解決手頭任務的方式提供給本身」。

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