大脑的记忆过程在做数据压缩,不同图形也有共同的记忆格式


Posted in 数码科技 onApril 29, 2022

大脑究竟是如何记住所见信息的?研究者们有了最新发现 —— 大脑会捕捉与当前任务相关视觉信息,将所见画面精简压缩;而一些无关特征会被忽略。也就是说,人脑的记忆过程更像在黑板上写提纲,而不像照相机拍照。

另外,不同的视觉信息,可能被储存为几乎相同的记忆格式也是研究者们最近的实验分析结果。这篇论文来自纽约大学,已登上神经科学顶级期刊 Neuron。

大脑的记忆过程在做数据压缩,不同图形也有共同的记忆格式

下面来看看这是个怎样的研究。

大脑记忆活动的数据采集和可视化

大脑储存和回忆所需信息的能力,被称为工作记忆,这对于人脑的许多高级认知过程至关重要。之前已有研究确定了人脑能重新编码视觉信息,例如,会将看见的号码在脑海中重新编码并储存为朗读数字的声音。

基于这个结论,研究团队进行实验来开展新的探索。在实验中,他们设置了两种不同的视觉刺激图像:定向光栅和移动的点。

在每次测试中,参与者们首先会看到一个图像,接着用 12 秒来回忆所见信息,然后根据记忆判断刚才的光栅倾斜方向或一团点的移动方向。

大脑的记忆过程在做数据压缩,不同图形也有共同的记忆格式

同时,研究人员用磁共振功能成像(functional magnetic resonance imaging, fMRI),将参与者的大脑活动可视化

大脑的记忆过程在做数据压缩,不同图形也有共同的记忆格式

不同视觉信息的记忆格式可能相同

研究者发现,无论是光栅的倾斜角度还是点的移动方向,都会在视觉皮层和顶叶皮层中产生相同的神经活动模式。视觉皮层是处理视觉信息的大脑皮层,顶叶皮层是大脑中用于处理和储存记忆的部分。

大脑的记忆过程在做数据压缩,不同图形也有共同的记忆格式

具体数据分析结果如下。

大脑的记忆过程在做数据压缩,不同图形也有共同的记忆格式

结果显示,大脑视觉皮层能够区分出光栅倾斜和点的移动这两种不同的图像刺激。与此同时,用一种类型的刺激(如光栅倾斜角度)训练大脑,还可以让其成功解码另一种类型的刺激(如点的移动方向)。

但值得注意的是,这种“共享”仅出现在记忆阶段,在直接观看刺激物的时间段内并未被观察到。

这也就印证了研究人员的一种推测:光栅倾斜和点集移动的图像属性既有不同点也有相同点,但在工作记忆过程中,大脑只会提取与具体任务最为相关的特征,并将两种不同的刺激编码为同一种“存储格式”。

人脑记忆方式类似“写提纲”

前文证明了工作记忆是大脑中对图像属性的抽象表示。那么,工作记忆表征还有哪些潜在性质?大脑会将全部所见内容都储存起来吗?

为了深入研究,研究者利用一个复杂的模型,将大脑活动的三维模式,投射到信息量更大的视觉空间的二维表示中。这样就揭示了对于本实验中两种视觉刺激,大脑存储和回忆信息的重新编码格式。

大脑的记忆过程在做数据压缩,不同图形也有共同的记忆格式

图 A 是空间重建分析示意图。每个特征条件下的光栅角度或点运动方向被投射到视野空间中。图 B 是群体重建图,根据图 B 计算过滤反应和相关保真度值,得到图 C、图 D。

通过分析这些数据发现,参与者实际上根本没有记住光栅或复杂的移动点云;相反,他们将图像压缩成一条线,代表他们被要求记住的角度。

作者简介

论文的第一作者 Yuna Kwak,目前正在纽约大学攻读心理学博士学位。

大脑的记忆过程在做数据压缩,不同图形也有共同的记忆格式

Clayton E. Curtis 是论文的通讯作者,也来自纽约大学心理学系。

目前,研究人员才刚开始弄清楚工作记忆的部分功能,许多答案仍待揭晓。如:一个相对简单的记忆,将如何转化为工作记忆中更复杂的信息集?

不过,利用当今的技术,人们能以前所未有的方式来访问和捕捉工作记忆。这将有助于分析对于来自大千世界的各种视觉信息的输入,工作记忆形成的共性和差异。

论文链接:

https://www.cell.com/action/doSearch?text1=Unveiling+the+abstract+format+of+mnemonic+representations&field1=AllField&journalCode=neuron&SeriesKey=neuron

参考链接:

https://directorsblog.nih.gov/2022/04/12/human-brain-compresses-working-memories-into-low-res-summaries/


Tags in this post...

数码科技 相关文章推荐
微软PC Health Check电脑健康状况检查应用下载(Win11配置检测工具)
Jun 26 数码科技
微软Win11有哪些隐藏功能? windows11多个功能汇总
Nov 21 数码科技
Windows11性能真的上涨35%? 桌面酷睿i9实测结果公开
Nov 21 数码科技
微软Win11什么功能最惊艳? Windows11新功能特性汇总
Nov 21 数码科技
win11如何查看端口是否被占用? Win11查看端口是否占用的技巧
Apr 05 数码科技
Win11电源已接通但未充电怎么办?Win11电源已接通未充电的解决方法
Apr 05 数码科技
Win11快速关闭所有广告推荐
Apr 19 数码科技
Smart 2 车辆代号 HC11 全新谍照曝光
Apr 21 数码科技
Win11自动黑屏怎么办 Win11自动黑屏设置教程
Jul 15 数码科技
Windows Server 版本 20H2 于 8 月 9 日停止支持,Win10 版本 21H1 将于 12 月结束支
Jul 23 数码科技
浅谈音视频 pts dts基本概念及理解
Aug 05 数码科技
Windows11 Insider Preview Build 25206今日发布 更新内容汇总
Sep 23 数码科技
国际最新研究在陨石中发现DNA主要成分 或由陨石带来地球
生命的关键成分来自太空?陨石说是的
Meta增速拉垮,元宇宙难当重任
三星 3nm 芯片将于第二季度开始量产
高通2023 年将发布高性能PC处理器
iOS 16进一步确认,一共支持16款iPhone
苹果可能正在打击不进行更新的 App
You might like
基于Discuz security.inc.php代码的深入分析
2013/06/03 PHP
浅析PHP中Collection 类的设计
2013/06/21 PHP
关于Zend Studio 配色方案插件的介绍
2013/06/24 PHP
Javascript事件实例详解
2013/11/06 Javascript
js获取当前日期前七天的方法
2015/02/28 Javascript
Javascript中使用parseInt函数需要注意的问题
2015/04/02 Javascript
jquery mobile 移动web(5)
2015/12/20 Javascript
jQuery Select下拉框操作小结(推荐)
2016/07/22 Javascript
简单实现js悬浮导航效果
2017/02/05 Javascript
Angular.js基础学习之初始化
2017/03/10 Javascript
js中的事件委托或是事件代理使用详解
2017/06/23 Javascript
新手vue构建单页面应用实例代码
2017/09/18 Javascript
vue环境搭建简单教程
2017/11/07 Javascript
利用vue + koa2 + mockjs模拟数据的方法教程
2017/11/22 Javascript
详解Vue文档中几个易忽视部分的剖析
2018/03/24 Javascript
如何用RxJS实现Redux Form
2018/12/29 Javascript
js继承的这6种方式!(上)
2019/04/23 Javascript
js实现GIF动图分解成多帧图片上传
2019/10/24 Javascript
uni-app 组件里面获取元素宽高的实现
2019/12/27 Javascript
微信小程序自定义弹出模态框禁止底部滚动功能
2020/03/09 Javascript
js简单实现自动生成表格功能示例
2020/06/02 Javascript
Python可变参数函数用法实例
2015/07/07 Python
python机器学习实战之最近邻kNN分类器
2017/12/20 Python
Python读取xlsx文件的实现方法
2019/07/04 Python
Django框架视图层URL映射与反向解析实例分析
2019/07/29 Python
Python时间序列缺失值的处理方法(日期缺失填充)
2019/08/11 Python
解决Python中回文数和质数的问题
2019/11/24 Python
100%有机精油,美容油:House of Pure Essence
2018/10/30 全球购物
师范大学应届生求职信
2013/11/21 职场文书
自荐书封面下载
2013/11/29 职场文书
公司企业表扬信
2014/01/11 职场文书
开展批评与自我批评发言材料
2014/10/17 职场文书
会计师事务所实习证明
2014/11/16 职场文书
2016年“世界气象日”广播稿
2015/12/17 职场文书
读《儒林外史》有感:少一些功利,多一些真诚
2020/01/19 职场文书
anaconda python3.8安装后降级
2021/06/11 Python