所有大小事物:大脑对大小的辨别能力
人类大脑可以识别数千种不同的物体，但神经科学家长期以来一直在努力研究大脑如何组织物体表征;换句话说，就是大脑如何感知和识别不同的物体。现在，麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室(CSAIL)和麻省理工学院大脑与认知科学系的研究人员发现，大脑根据物体的物理大小来组织物体，大脑中有一个特定的区域用于识别大型物体，另一个区域用于识别小型物体。他们的研究结果将发表在6月21日的《英国医学杂志》上神经元这项研究可能会对机器人等领域产生重大影响，并有助于人们更好地理解大脑是如何组织和绘制信息的。
“在这项研究之前，没有人研究过物体的大小是否是大脑识别能力的一个重要因素，”麻省理工学院电子工程系的副教授奥德·奥利瓦说大脑认知科学和该研究的资深作者。
“很明显，世界上所有物体都有物理尺寸，但当你通过在网上看物体的图片来研究物体时，这个因素的重要性很容易被忽视电脑屏幕该论文的主要作者塔利亚·康克尔博士说。“我们用手指拿起小东西，我们用大物体来支撑我们的身体。我们如何与世界上的物体互动，与它们在现实世界中的大小有着深刻而内在的联系，这与我们大脑的视觉系统如何组织物体信息有关。”
作为研究的一部分，Konkle和Oliva进行了3D扫描大脑的活动在实验中，参与者被要求观看大小物体的图像，或者想象不同大小的物体。通过评估扫描结果，研究人员发现大脑中有不同的区域对大物体(例如椅子或桌子)和小物体(例如回形针或草莓)有反应。
通过观察这些反应的排列，他们发现在整个大脑皮层中，从大到小的物体反应有一个系统的组织。他们了解到，大物体是在大脑的海马旁区域处理的，海马旁区域位于海马体之下，它也负责在空间中导航，并处理不同地方的位置，比如海滩或建筑物。小物体是在大脑的颞下区处理的，靠近大脑必须操作锤子或螺丝刀等工具时活跃的区域。
这项工作可能会对机器人领域产生重大影响，特别是在开发机器人如何处理不同物体的技术方面，从握笔到坐在椅子上。
“我们的发现揭示了地球的地理人类的大脑，并可以为开发更好的机器人机器接口提供见解，”Oliva说。
目前，许多计算机视觉技术都专注于识别物体是什么，而没有太多关于物体大小的指导，这可能在识别中很有用。注意物体的物理大小可能会极大地限制物体的数量机器人在试图识别它所看到的东西时必须考虑的问题，”奥利瓦说。
这项研究的发现对于理解大脑的组织可能是如何进化的也很重要。Konkle和Oliva的工作表明，人类视觉系统组织成千上万物体的方法也可能与人类与世界的互动有关。Konkle说:“如果世界上的经验随着时间的推移塑造了我们的大脑组织，而我们的行为取决于物体的大小，那么大脑可能为不同的行为建立了不同的处理通道，而这些通道的中心可能是大小。”
Oliva是一名训练有素的认知神经科学家，她的大部分研究都集中在大脑如何处理场景和对象识别，以及视觉记忆。她的最终目标是更好地理解大脑的视觉过程，为开发能够像人类一样看到和理解视觉世界的机器和接口铺平道路。
“最终，我们希望关注活跃的观察者在自然世界中是如何移动的。我们认为这不仅对视觉系统的大规模大脑组织很重要，而且对制造像我们一样能看的机器也很重要。”Konkle和Oliva说。
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