研究发现视觉和想象力之间存在功能神经重叠

南卡罗来纳州医科大学的研究人员在《今日生物学》上报告说，大脑将同一片功能区域既用于心理成像，又用于视觉。只不过对心理成像来说，对低级视觉区域的功能精确度要求来说，要低于视觉。

从长远来看，新发现可能会被应用于治疗心理障碍，如创伤后应激障碍PTSD。创伤后应激障碍的一种症状是创伤事件的侵入性视觉提醒。如果可以更好地理解这些侵入性景象背后的神经机制，也许可以开发出针对PTSD的更好疗法。

这项研究是由神经科学系副教授Thomas P. Naselaris博士领导的MUSC研究小组完成。Naselaris小组的发现有助于回答关于心理意象与视觉之间关系的古老问题。

Naselaris解释说：“我们知道心理意象在某些方面与视觉非常相似，但是并不能完全相同。我们想了解它的不同之处。”

为了探讨这个问题，研究人员使用机器学习的人工智能形式，并从机器视觉中获得洞见。

Naselaris团队训练了该网络以查看图像，然后要求AI对图像进行想象。网络的每个部分就像大脑中的一组神经元。网络或神经元的每个级别在视觉和心理图像方面都有不同的功能。

为了检验这些网络与大脑功能相似的想法，研究人员进行了MRI研究，以查看哪些大脑区域被精神图像或视觉激活。

在MRI内时，参与者观看屏幕上的图像，还被要求想象两张图片的差异。MRI成像使研究人员能够定义参与者观看有生命和无生命的物体组合时大脑的活跃或安静部位。

一旦绘制出大脑区域，研究人员便将计算机模型的结果与人脑功能进行比较。

他们发现计算机和人脑的功能相似。从眼睛的视网膜到初级视觉皮层及其他区域的大脑区域都被视觉和心理图像激活。但是，在心理图像中，大脑从眼睛到视觉皮层的激活较不精确，在某种意义上讲是发散的。这类似于神经网络。利用计算机视觉，代表视网膜和视觉皮层的低层区域可以被精确激活。在视觉皮层以外的大脑区域，视觉和心理图像的大脑或神经网络激活方式相似。区别在于大脑是从视网膜到视觉皮层。

Naselaris说：“当您想象时，大脑活动就不那么精确了。它不太适合细节处理，这意味着您在心理意象中遇到的那种模糊感是大脑的天然限制。”

像梦一样的模糊状态有助于我们区分清醒和梦境时刻。

Naselaris解释说：“当人们拥有创伤事件的创伤性影像时，例如PTSD，一种思考的方法就是精神影像失调。大脑中有某种系统使您无法生成创伤对象的真实生动的图像。”

更好地了解PTSD，可以洞悉其他以精神影像障碍为特征的精神健康问题，如精神分裂症。

目前，Naselaris专注于精神成像的工作原理，需要做更多的研究来界定它与心理健康的关系。

这项研究不仅探索了可见图像和想象图像的神经学基础，而且还为提升人工智能的研究奠定了基础。

更多信息： Jesse L. Breedlove等人 《今日生物学》(2020年)。 DOI：10.1016/j.cub.2020.04.014