一项新的研究,揭示了我们的大脑是如何整合概念,进而使我们能够组织,理解这个世界。该研究是在9月24日发表在《神经元》杂志上的。它通过行为和神经成像技术,阐释了概念知识是如何在人类大脑中成像并指导人类做出决定。
人类智慧的一个很重要的特征,就是能够运用从前的知识,解决新环境下的问题。这是通过运用概念而实现的。概念是从多种看似不同而实际上互相关联的实体当中,提炼出相同的本质而得出的。伦敦大学维尔克姆神经成像研究中心的哈山·库曼博士,即该项研究的主要研究作者,这样解释道,“尽管卷毛小狗和金色猎犬看起来迥然不同,但我们仍能很快地意识到他们之间相似的特征。因为他们都代表了某一特定概念,那就是狗。”
尽管对于人类一直在不断地形成和使用概念这一事实,人们毫不怀疑,但是对于概念知识是怎样在大脑中形成并指导人们作出有效选择的,人们却知之甚少。长久以来,海马回——大脑中形成记忆的结构,一直被认为对于概念知识的习得扮演了重要的角色。然而,迄今为止,还没有确切的证据证明这一论断。库曼博士及其同事,设计出了一套实验,能够追踪到概念知识的形成及其应用。
参与者们在试验中要玩一个游戏。他们面对电脑,屏幕上会出现一些图案,代表夜晚的天空。参与者们要通过这些天空的图案,判断第二天的天气是晴天还是雨天,猜对的人会得到钱作为奖励。在实验之初,参与者们只是简单地记住每个图案的外观。但是很快,他们就注意到有些图案是在概念上相互关联的,就像卷毛小狗和金色猎犬一样。照这样,参与者们将这个问题结构化,并且完成了该任务。他们甚至能成功地将这一知识运用到不同的情况当中,即概念相似,而图案不同的情况中。
通过运用平行行为和神经测量法,研究人员发现大脑中的海马回和前额内的大脑皮层中,形成了一个耦合电路,这证明了概念知识的形成。然而有趣的是,只有海马回能够预测,哪个实验参与者能够成功地将所学的概念,应用到视觉场景当中去。“这表明,也许海马回产生并存储这些概念,并把信息传递到前额的大脑皮层,在那里信息被加工使用。例如,在决定哪里的金融回报是具有风险的时候,就需要用到概念的分析和使用了,”库曼博士解释道。
总而言之,实验的结果强调了海马回在习得新概念时所扮演的重要角色。这可能与其独特的联网能力,使大量记忆相互发生关联有关。库曼博士说,“我们的研究,从神经生物学的角度,洞察人类从视觉经验中发现概念结构的这种惊人的能力。并且揭示像海马回这样的所谓的“记忆区”,是如何与前额脑叶的“决定区”协同工作,将信息投入使用的。”(生物谷Bioon.com)
生物谷推荐原始出处:
Neuron,24 September 2009 doi:10.1016/j.neuron.2009.07.030
Tracking the Emergence of Conceptual Knowledge during Human Decision Making
Dharshan Kumaran1, 2, 3, , , Jennifer J. Summerfield1, Demis Hassabis1 and Eleanor A. Maguire1
1 Wellcome Trust Centre for Neuroimaging, Institute of Neurology, University College London, 12 Queen Square, London WC1N 3BG, UK
2 Institute of Cognitive Neuroscience, University College London, 11 Queen Square, London WC1N 3BG, UK
3 Department of Psychology, Stanford University, Stanford, CA 94305, USA
Concepts lie at the very heart of intelligence, providing organizing principles with which to comprehend the world. Surprisingly little, however, is understood about how we acquire and deploy concepts. Here, we show that a functionally coupled circuit involving the hippocampus and ventromedial prefrontal cortex (vMPFC) underpins the emergence of conceptual knowledge and its effect on choice behavior. Critically, the hippocampus alone supported the efficient transfer of knowledge to a perceptually novel setting. These findings provide compelling evidence that the hippocampus supports conceptual learning through the networking of discrete memories and reveal the nature of its interaction with downstream valuation modules such as the vMPFC. Our study offers neurobiological insights into the remarkable capacity of humans to discover the conceptual structure of related experiences and use this knowledge to solve exacting decision problems.