最新研究发现大脑可根据搜索目标改变功能

当寻找一个人时，更多的大脑部分将参与工作(在上图中用绿色表示)。下图中的红色代表寻找车辆时大脑注意力的变化。

北京时间4月27日，据外国媒体报道，隐形眼镜掉在浴室地板上，仓鼠在后院逃跑，车钥匙扔在沙砾堆里:我们怎么能找到这些像大海捞针一样难找的东西呢？加州大学伯克利分校的科学家发现，当我们忙于寻找一个目标时，大脑中不同的视觉和非视觉区域被调动起来跟踪一个人、动物或其他东西。

也就是说，如果我们在一群人中寻找一个走失的孩子，通常集中在其他物体上的大脑区域，或者发生抽象思维的区域，会转移他们的注意力，开始参与寻找孩子的工作。因此，大脑会迅速改变注意力，集中精力寻找走失的孩子，并占据大脑通常用来完成其他精神任务的资源。加州大学伯克利分校神经科学博士后托尔加·库库尔是《自然神经科学》4月21日发表的一篇研究论文的第一作者，他说:“我们的研究结果表明，人脑的变化比以前想象的要多，它可以通过提高我们执行相关任务的准确性来优化我们的表现。例如，当你计划一天的工作时，你的大脑会更加关注处理时间、任务、目标和奖励。当你寻找一只走失的猫时，你的大脑对动物识别变得更加敏感。”

这一发现有助于解释为什么我们发现很难同时专注于多项任务。这项研究的结果也有助于理解人们如何将注意力转移到具有挑战性的任务上。此外，了解注意力缺陷障碍如神经行为和多动障碍也可能有所帮助。许多研究已经使用功能磁共振成像(fMRI)来记录参与者在视频中寻找人或车辆时的大脑活动，并获得了这些重要的结果。在一个实验中，当一个人出现在视频中时，参与者会按下按钮。在另一个实验中，当车辆出现在视频中时，他们也会这样做。与此同时，研究人员将通过大脑扫描和大脑数千个部位的血流来测量神经活动。研究人员使用归一化线性回归分析(在数据中寻找相关性)来建立模型，以显示大脑皮层中大约50，000个位置中的每一个位置对视频中看到的935个物体和动作的反应。然后，他们根据这些类型中的每一种是否是搜索目标，来比较有多少大脑皮层参与了寻找人或车辆。

研究人员发现，当参与者寻找人时，相对来说有更多的大脑皮层专门用于寻找人，当他们寻找车辆时，有更多的大脑皮层参与寻找车辆。例如，通常用于识别特定视觉类型(如植物或建筑物)的大脑区域会将注意力转向人或车辆，从而通过扩大参与搜索工作的大脑区域来提高搜索效率。库库尔说:“这种变化发生在许多大脑区域，而不仅仅是视觉区域。事实上，最大的变化发生在前额叶皮层，这通常被认为与抽象思维、长期计划和其他复杂的心理任务有关。这些发现基于加州大学伯克利分校进行的早期大脑成像研究。它们展示了大脑如何组织成千上万的动态和静态对象，研究者称之为“连续语义空间”这些发现推翻了以前的观点，即每个视觉代表视觉皮层的一个独立区域。研究人员发现，这些类型实际上代表了高度组织化的连续映射。

最新的研究进一步显示了搜索时大脑的语义空间是如何根据搜索目标而变化的。研究人员已经把他们的研究成果贴在了一个互动的在线网站上。这项研究的其他共同作者是加州大学伯克利分校的杰克·加兰特、亚历山大·胡斯和西本信治。阅读更多发表在《自然-神经科学》上的论文摘要