神经科学家发现，大脑可以识别13毫秒内看到的图像
想象一下，在不到一秒钟的时间里，一打图片闪过。你可能会认为，在这么短的时间内，你不可能识别出你看到的任何图像。然而，来自麻省理工学院的一组神经科学家发现，人类大脑可以在13毫秒内处理眼睛看到的整个图像——这是第一个证明如此快速处理速度的证据。
这一速度远远快于之前研究提出的100毫秒。在这项发表在杂志上的新研究中注意，知觉和心理物理学在美国，研究人员要求受试者在观看一系列6到12张图片时，寻找一种特定类型的图片，比如“野餐”或“微笑的情侣”，每张图片的呈现时间在13到80毫秒之间。
“你能在这么高的速度下做到这一点，这一事实告诉我们，视觉的作用是发现概念。这就是大脑整天在做的事情——试图理解我们在看什么，”麻省理工学院大脑和认知科学教授、该研究的资深作者玛丽·波特说。
波特说，这种速射处理可以帮助引导眼睛，使其视线每秒转移三次，锁定下一个目标。“眼睛的工作不仅是把信息输入大脑，而且要让大脑快速思考，从而知道你下一步应该看什么。所以一般来说，我们会校准我们的眼睛，让它们在理解我们所看到的东西的同时，尽可能频繁地移动。”
这篇论文的其他作者是前麻省理工学院博士后Brad Wyble，现就职于宾夕法尼亚州立大学，博士后Carl Hagmann和研究助理Emily McCourt。
快速识别
视觉输入到达视网膜后，信息流入大脑，在那里处理形状、颜色和方向等信息。在之前的研究中，波特已经证明人类的大脑能正确识别短至100毫秒的图像。在这项新研究中，她和她的同事决定逐渐提高速度，直到达到一个点，即受试者的答案并不比他们猜的好。所有的图像对观众来说都是全新的。
研究人员预计，他们可能会在50毫秒左右看到性能的急剧下降，因为其他研究表明，视觉信息从视网膜流动到大脑视觉处理链的“顶部”，然后通过所谓的“再进入循环”再次返回进行进一步处理，至少需要50毫秒。这些处理循环被认为是确认特定场景或物体的识别所必需的。
然而，麻省理工学院的研究小组发现，尽管整体表现有所下降，但当研究人员将图像曝光时间从80毫秒降低到53毫秒，然后40毫秒，27毫秒，最后13毫秒——在使用计算机显示器的情况下，这是最快的速度。
波特说:“这并不符合我们熟悉的科学文献，也不符合我和同事对你所看到的东西的一些常见假设。”
波特认为，研究对象在这项研究中表现更好的一个原因可能是，他们能够练习快速检测，因为图像呈现的速度越来越快，即使每张图像都是陌生的。受试者在每次试验后也会收到关于他们表现的反馈，让他们适应这种难以置信的快速演示。在最高的速度下，受试者看到新图像的速度是视觉吸收信息速度的20倍以上。
波特说:“我们认为，在这些条件下，我们开始展示更多的知识证据，而不是在以前的实验中，人们并没有真正期望找到成功，也没有很努力地寻找。”
这一发现与2001年帕尔马大学(University of Parma)和圣安德鲁斯大学(University of St. Andrews)的研究人员的一项研究一致，他们发现猕猴大脑中对特定类型的图像(如人脸)做出反应的神经元，即使目标图像仅以快速序列的方式呈现14毫秒，也能被激活。
波特说:“这是唯一表明14毫秒足以让有意义的东西进入大脑的背景。”
单向流动
这项研究为“前馈处理”提供了证据，“前馈处理”——从视网膜到大脑视觉处理中心的单向信息流——足以让大脑在不做任何进一步的反馈处理的情况下识别概念。
波特说，这也表明，虽然这些图像在下一个图像出现之前只出现了13毫秒，但大脑的一部分继续处理这些图像的时间比这更长，因为在某些情况下，受试者直到看到序列之后才被问及特定的图像是否存在。
“如果图像在13毫秒后被删除，人们将永远无法在序列之后做出积极的反应。大脑中一定有某种东西将这些信息保存了至少那么长时间，”她说。
波特说，这种识别如此短暂的图像的能力可能有助于大脑决定眼睛的焦点在哪里，眼睛以每秒三次的短暂动作从一个点扫到另一个点。决定移动眼睛的位置可能需要100到140分钟毫秒所以在此之前必须有非常高速的理解。
研究人员现在正在调查如此简短的视觉信息可以在大脑中保存多久。在实验过程中，他们还会用脑磁图(MEG)扫描仪扫描受试者的大脑，以了解受试者的大脑大脑当一个人成功完成识别任务时，区域是活动的。
进一步探索
