|
作者：郝铄综合报道 来源： 发布时间：2017-1-23 22:13:36
| ||||
岁末年初，在AlphaGo化身神秘“网络棋手”Master，以60连胜之不败战绩横扫人类围棋界后，在2017年新开播的第四季《最强大脑》首场“人机大战”中，百度人工智能机器人“小度”，也成功战胜有“脑王”之称的人类选手王峰。
此次人机竞赛的项目是“人脸识别”，要匹配年龄跨度较大的数十张童年照片与现场数十名嘉宾观众。有专家表示，这对人工智能而言难度较大，因为机器没有直觉，只能依靠分析数据进行学习。同时，整容、化妆、戴美瞳等因素都有可能影响人工智能识别的准确率。
那么，人类在“人脸识别”领域的能力究竟如何？2017年1月6日，发表在《科学》杂志的一项研究显示，人类的人脸识别能力会随年龄增长而有所增强。
年纪越大越灵光
如果你因自己的社交圈越来越大而担忧，大可不必。你的大脑可以记住所有这些新面孔，因为在我们的大脑中，有一块区域在成年后仍在增长。
这项发现令人震惊，因为大脑在成熟后，其大部分变化都需要修改神经元之间的现有连接。但是近期由美国斯坦福大学医学院所领导的团队发现，脑部扫描显示，脑皮层中的梭状回区域会随着年龄的增长而显著增大。
梭状回被认为对人脸识别有所贡献，而成人的这种识别能力远优于儿童。他们对47位不同年龄的人进行脑部扫描，发现在考虑了每个大脑整体大小有所不同的情况下，成年人在该区域的脑物质比儿童要多出12.6%。
“让人感到惊讶的是，这些改变涉及到的是一个不同的机制，扩张而非修剪。”Kalanit Grill-Spector的团队领导了此次研究发现。此前，人们一直认为几乎所有的大脑改造都出现在婴儿期、儿童期和青少年期。
Grill-Spector 表示，梭状回的改变似乎只存在于人类身上，而且可能反映了人脸识别在人们生活中的重要性，特别是成年之后。“我们在不断地扩张社交圈。进入高中或大学后，我们已经知道成千上万个人。我们这一辈子都在继续认识新面孔。”
该团队将人脸识别区域与位置识别区域进行对比后发现，后者在所有年龄段都保持同样大小。
“我们早期的工作显示，位置和物体识别的发展远（比人脸识别）要早。但是人脸识别在整个青少年期都在继续发展，而且这种识别非常困难，因为它只依靠发现面部变化的细微差别来分清每个人。”Grill-Spector表示。
在人的一生中，大多数脑部变化都包括修剪神经元之间的连接。“修剪的作用获得了大量的关注，但是这些新结果显示，组织增生在脑皮层的微调中也起到一定作用。” 美国新罕布什尔州达特茅斯学院的Brad Duchaine表示，大脑中人脸识别区域的增长迟缓可能会导致自闭症，或让人无法识别人脸。
可习得的“最强大脑”
那么，《最强大脑》节目中看似匪夷所思的大脑能力的背后，到底有怎样的科学背景呢？普通大众又能否习得这种“脑力”呢？《中国科学：188体育平台》于2016年第10期发表了由北京大学魏坤琳、方方担任通讯作者撰写的点评文章。
以“捕风者”曹全全为例，他挑战的是在一个电影片段中插入另一部电影的一帧，他需要分辨这一帧画面来自于哪部电影。胶片电影的放映速度是每秒24帧，一般人只能看到画面“闪”了一下，而曹全全则可以在此期间分辨出画面内容，再判断该画面来自于哪部电影，其毫秒级别的视觉辨别能力令人惊叹。
然而事实上，普通人的视觉系统在经过足够的练习后，几乎都可以具备这种辨别能力，这在心理学研究领域中被称为“知觉学习”。
在知觉学习的经典实验范式中，Karni和Sagi最早使用的纹理辨别任务（TDT）与曹全全的挑战最为相似，两者同样都是在极短时间内呈现刺激然后进行视觉辨别和判断。实验结果证明，通过约10天的知觉学习训练，便可让每个普通人具备类似的视觉辨别能力。
除了纹理辨别任务外，知觉学习还可以通过训练提高人们对其他基本视觉特征的辨别能力，包括视觉对比度、空间视敏度等。除了视觉外，触觉和听觉也存在知觉学习效应，如通过训练提高手指对振动频率的辨别能力，以及听觉系统对声音时长的辨别能力等。
苏清波所挑战的“奔跑的力量”，被嘉宾认为是《最强大脑》第三季难度最高的项目。50位奔跑者在巨型广场上自由跑动15分钟，选手需要在此期间内同时观察和记忆50条奔跑路线，随后绘制出嘉宾指定的任一条路线。 苏清波在此展现的是远远超过常人的多客体追踪能力。
在日常生活中，人们常常需要同时关注和追踪多个物体。足球运动员必须追踪队友和对手的跑位以及球的位置；警察需要同时追踪人群中多个个体的行动，找出潜在安全隐患。近30年来，科学家针对多客体追踪背后的心理机制做了大量探索，发现了一些行为及脑成像方面的规律。
他们认为，多客体追踪和视觉注意密切相关。人脑的注意资源是有限的，如果将注意比作一盏聚光灯，那么我们的聚光灯在同一时刻只能照亮视野中的一小块区域。
然而多客体追踪的研究暗示，人类的注意可能是多盏聚光灯在并行工作，照亮视野中的不同区域，这一假说被称为“多焦点注意”。另一部分研究者认为，人脑注意的焦点只有一个，但是可在不同物体之间切换，注意是在物体的视觉索引间进行切换，索引形成于早期视觉加工阶段，这一假说被称为“切换模型”或“前注意索引理论”。以上两种学说均有充分的实验证据支持。
多客体追踪是否可能被学习？心理学家的答案是肯定的，但需要长时间或在特定条件下的训练。2006年，Green和Bavelier发现电子游戏玩家的追踪容量比非玩家多2项，这可能与玩家在游戏中需主动分配注意资源有关。随后他们让非游戏玩家进行一个月的“第一人称”射击游戏训练，结果发现长时间的注意训练显著提高了多客体追踪容量。■
《科学新闻》 (科学新闻2017年1月刊 科学传播)
|
||||
| 发E-mail给： | ||||
|
| 打印 | 评论 |
| ||||
