神經科學家已經確定了一個可能賦予人類大腦獨特能力(包括語言能力)的區域。當人類大腦被呈現不同型別的抽象資訊時,該區域會亮起,而猴子大腦則不會。
整合抽象資訊驅動人類大腦的許多獨特能力的想法已經存在了幾十年。但是,發表在《當代生物學》上的一篇論文直接比較了人類和獼猴大腦在聽簡單聽覺模式時的活動,首次提供了物理證據,表明人類可能存在一個用於這種整合的特定區域。神經科學家表示,其他比較猴子和人類的研究已經揭示了大腦解剖結構上的差異,但這些差異並不能解釋人類的抽象能力來自哪裡。
紐約大學的心理學家加里·馬庫斯說:“這為我們提供了關於我們思想特殊之處的重要線索。沒有什麼比了解我們是如何變成今天的樣子更重要了。”
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簡單序列
由巴黎附近吉夫-蘇爾-伊維特的 INSERM 認知神經影像學單元的斯坦尼斯拉斯·德阿納領導的一個研究小組,觀察了當未經訓練的猴子和成年人聽一段簡單的音調序列時,大腦中啟用模式的變化,例如三個相同的音調後跟一個不同的音調(就像貝多芬第五交響曲著名的四音符開頭:da-da-da-DAH)。
研究人員在受試者躺在功能性磁共振成像(fMRI)掃描器中時,向他們播放了幾個具有這種結構的不同序列(稱為 AAAB)和其他序列。fMRI 技術可以捕捉到大腦中與區域性大腦活動相關的血流變化。
該團隊想知道這兩個物種的受試者是否可以識別序列的兩個不同特徵:音調的總數,表示計數能力,以及音調重複的方式,表示識別這種代數模式的能力。
在第一種情況下,音調串可能從 AAAB 更改為 AAAAB,例如:基本模式保持不變,但音調的數量發生變化。在第二種情況下,情況正好相反:音調可能從 AAAB 更改為 AAAA,但數量保持不變。該團隊還觀察了當兩個特徵同時發生變化時會發生什麼——例如,從 AAAB 變為 AAAAAA。
強烈啟用
在猴子和人類中,當受試者識別出音調數量的變化時,大腦中的一個區域(一部分與數字相關)會在 fMRI 掃描器中亮起。這兩個物種還在特定的大腦區域(已知在人類和猴子中是等效的)中記錄了重複模式。但只有人類大腦對數量和序列的組合變化表現出獨特的反應,形式是另一個名為額下回的大腦區域的強烈啟用。
馬庫斯說:“這就像猴子識別出一個模式,但沒有意識到它很有趣,並且沒有進一步研究——只有人類將其提升到下一個分析級別。”
額下回是人類大腦皮層的一部分,與猴子相比,人類的額下回大大擴充套件。此外,人類的額下回包含布羅卡區,該區域處理語言。當德阿納的團隊向人類閱讀句子時,每個人語言區域的啟用與音調序列的啟用重疊。
但是,抽象資訊整合的意義可能不僅僅侷限於語言。維也納大學的認知生物學家特庫姆塞·菲奇說:“我們曾預期人類有大腦區域可以將資訊組合在一起。這種型別的計算可能也會對其他使人類獨一無二的特徵(如對音樂的欣賞)產生影響。”
本文經許可轉載,並於2015年7月23日首次發表。
