猴子神经元更爱“抽象画”

大脑视觉皮层的神经元可以对非常特殊的刺激做出反应，比如名人的脸。研究人员长期以来一直试图确定什么图像刺激了这个区域的神经元。

最近，一项关于猴子的研究解决了这个问题。研究人员使用一种机器算法，可以快速计算出刺激神经元的图像类型。研究结果表明，数百个奇怪的图像(包括奇形怪状的怪物般的猴脸)能最好地刺激猴子的神经元。相关研究结果于5月4日发表在《细胞》杂志上。

国家眼科研究所的神经科学家贝维尔·康威没有参与这项研究，他说这项工作“巧妙地、创造性地应用了人工智能，解决了一个奇怪的问题”。

当一个人的颞下皮层受损时，他可能会失去识别面孔和物体的能力，并患有罕见的失认症。研究人员将电极插入猴子的颞下皮层，并要求他们观看一系列图片。这些图像起初并不显示内容，只是模糊的灰色视觉噪声。然而，根据哪些图像可能触发选定的神经元，机器算法将生成一批新的图像来预测猴子神经元的“首选”图像。

哈佛医学院的首席研究员兼神经生物学家玛格丽特·利文斯通说，经过反复实验，该算法产生了一些模糊的和可识别的物体图像，包括“侏儒样和猴子样的图像”。一些照片让康威想起了毕加索和培根的肖像。

进一步的测试表明，尽管神经元对真实的猴子面部图像也有反应，但它们似乎更喜欢扭曲的抽象概念——动物在现实生活中从未见过的东西。

为什么猴子喜欢抽象图像而不是真实图像仍然是个谜。利文斯通认为，一种可能性是，神经元通过计算面孔之间的差异来工作，就像漫画家一样，更加关注极端特征。

利文斯通指出，这使得神经元对夸张的特征更加敏感，并且能够比许多连接在一起的单个神经元更有效地识别特定的面孔。

最喜欢的刺激是通过经验获得的，这是肯定的。利文斯通说:“猴子不能进化出专门编码图片的细胞。”

研究人员表示，下一步将是在接受癫痫脑部手术的人身上测试这种方法。利文斯通说，“这样我们就能知道人脑中的哪些神经元想看得更多。”(新宇)

相关论文信息:DOI:10.1016/j.cell.2019.04.005

《中国科学日报》(2019-05-09第三版国际版)