神经科学家:人类的大脑是周期性“震荡”的

原标题:神经科学家:人类的大脑是周期性“震荡”的

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Credit: CC0 Public Domain

戏弄我们的不只是我们的眼睛,而是我们的耳朵。澳大利亚和意大利的一项合作研究证实,人类知觉其实是周期性的“频闪”或是“震荡”的,这是人类知觉的基本特征。

悉尼大学和意大利大学的这项具有里程碑意义的研究表明,尽管我们的意识体验是连续的,但是知觉和注意力在本质上是有节奏的。

这对我们理解人类行为、我们如何与环境互动以及做出决定具有深远的意义。

近日发表在《当代生物学》上的一篇论文为人类觉知的这种周期性特征提供了新的证据。

三点重要发现:

1. 听觉会随着时间振荡,听力感觉的峰值在两个耳朵之间变化,这对于在环境中定位事物非常重要;

2. 听觉的决策制定也是振荡的;

3. “振荡”是人类知觉的基本特征,而非视力特有的。

意大利和澳大利亚的科学家们合作进行了这项研究,研究人员包括悉尼大学心理学和医学系的David Alais、Johahn Leung 和Tam Ho三位教授,佛罗伦萨大学神经科学系的David Burr教授,比萨大学转化医学系的Maria Concetta Morrone教授。

他们利用一个简单的实验证明,人类对微弱声音的敏感度并不是持续不变的,而是随着时间有节奏地波动。

人们一直知道视力是周期性变化的,但这是首次发现听力也是如此。

Alais教授说:“听觉也会经历高峰和低谷,该发现支持了这样一种理论,人类知觉并非消极被动的,事实上,我们对世界的感知是存在周期性变化的。”

“我们一直怀疑,人类的知觉并非连续不变化的,而是通过有节奏的周期性功能来处理,这项发现为该理论提供了新的支持。”

听力变化的周期大约是每秒6次。虽然看起来挺快,但在神经科学意义上来讲并非如此,因为大脑功能的变化周期为每秒100次。

Alais 说:“这项发现很重要,因为人类做决策的速度就是六分之一秒,这与听觉振荡周期相符。”

该研究发现了两个耳朵听觉振荡的不同,首先是一个耳朵的敏感度达到峰值时,然后再是另一个。这种振荡非常快,通常我们察觉不到,但是可以通过时间非常精细的实验证实。

大脑为什么要利用这种周期性的方式来获取信息?关于这个问题存在多种理论,该研究所支持的理论是,这反映了注意力的行为方式,大脑以快速脉冲的方式来获取神经信息。

科学家们接下来的关注点是触觉,以及如何利用神经振荡来归纳出人类所有感觉的基本特征。

Alais教授总结道:“大脑是非常复杂的系统,我们正在理解它的科学本质,但事实上我们了解得还很少。十年前,没有人知道人类知觉其实是周期性振荡的,就像老的无声电影那样闪烁。”

目前,该研究确定了一个事实:人类对世界的感知是周期性振荡的,就像闪光灯或者波浪起伏那样。

周期性“振荡”的大脑如何工作

当我们观察到一个场景时,并不是所有的部分都很重要:某些部分得到的注意力更多,在处理方面优先级更高。这种策略非常高效,将有限的认知资源集中到特定的重要事物上,而不是所有资源分散到所有的东西上。

类似的,注意力的周期性振荡也会产生相似的效果,注意力资源被集中在短暂的时间片段上,而不是长时间地将资源分配给某个单一事物。

注意力的这种周期性振荡方式可以在固定时间点将相关信息联合在一起,还可以在其他的时刻将新信息进行重组。

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