独特的大脑节奏和区域帮助我们对类别进行推理
我们几乎把看到的所有东西都分类，而且值得注意的是，无论这些东西看起来明显相似——比如富士苹果和麦金托什苹果——还是它们有着更抽象的相似——比如螺丝刀和钻头，我们通常都能做到这一点。麻省理工学院皮考尔学习与记忆研究所的一项新研究解释了其中的原因。
“分类是一种基本的认知机制，”麻省理工学院皮考尔学习与记忆研究所和大脑与认知科学系的皮考尔教授厄尔·米勒说。“这是大脑学习概括的方式。如果你的大脑没有这种能力，你就会被感官世界的细节所淹没。每次你经历一些事情，如果它是在不同的光线或不同的角度，你的大脑会把它当作一个全新的东西。”
在新论文中神经元Miller的实验室由博士后助理Andreas Wutz和研究生Roman Loonis领导，他们的研究表明，根据直接的相似度或抽象的相似度进行分类的能力源于大脑在不同的时间、不同的前额叶皮层(PFC)的不同部位对不同节奏的使用。特别是当动物需要匹配非常相似的图像时，增加腹侧PFC高频伽马节律的力量就能达到目的。当他们必须根据更抽象的相似度来匹配图像时，这取决于后侧PFC中较低频率的β节律。
米勒说，这些发现提出了一个大脑如何实现的模型类别抽象。这表明，面对抽象的挑战不仅仅是用同样的方式思考问题，而是更加困难。相反，当简单的感官比较不足以让我们判断两件东西是否属于同一类别时，大脑不同部分的不同机制就会接管。
通过精确地描述控制分类的节奏的频率、位置和时间，如果在人类身上得到重复，这一发现可能有助于研究理解某些方面自闭症谱系障碍米勒说。自闭症谱系障碍的分类对患者来说很有挑战性，特别是当物体或面孔看起来不典型时。临床医生有可能通过测量节律来确定那些难以识别抽象相似性的患者是否在使用不同的机制。
把这些点连起来
为了进行这项研究，Wutz, Loonis, Miller和合作者进行了测量大脑当动物玩一些屏幕游戏时，与分类相关的PFC关键区域的节律。在每一轮实验中，动物们会看到一组点的图案——这是两种不同形态中的一种。然后样本会消失，经过一段时间的延迟，两种选择的网点设计将出现。受试者的任务是将目光固定在与样本属于同一类别的任何一个样本上。有时，正确答案是显而易见的，仅仅通过视觉上的相似，但有时，相似是基于动物在连续试验中推断出的更抽象的标准。实验人员根据与类别原型相比的点图案失真的几何计算，精确地量化了抽象程度。
Wutz说:“这项研究的定义非常明确。它提供了一种数学上正确的方法来区分像抽象这样模糊的东西。这通常是一个判断，但不是我们使用的范式。”
当样本出现时，腹侧PFC中的γ总是达到峰值，就好像动物一看到样本就在做“这个样本看起来像a类吗?”的评估。当需要抽象时，背侧PFC的贝塔能量在随后的延迟期达到峰值，就好像动物意识到视觉上没有足够的相似，需要更深入的思考来做出即将到来的选择。
值得注意的是，这些数据足够丰富，可以揭示出正在发生的一些细微差别。例如，类别信息和节奏力量是如此密切相关，以至于研究人员在正确的类别判断之前测出的节奏力量比错误的类别判断之前测出的要大。他们还发现，贝塔力量的作用不是基于选择一个类别的难度(即选择的相似度)，而是具体地取决于正确答案是否与样本具有更抽象或字面上的相似度。
通过分析节奏测量，研究人员甚至可以确定动物是如何处理分类任务的。Wutz说，他们并不是在判断一个样本属于哪种类型。相反，他们在判断自己是否属于自己喜欢的类别。
这种偏好反映在脑节奏Wutz说。“我们发现每种动物喜欢的类别对它们的影响最强。”
