随着人类阅读能力的发展，关键的大脑区域被“循环”

人类只是在过去几千年里才开始发展阅读和写作系统。我们的阅读能力使我们有别于其他动物，但几千年的时间跨度对于我们的大脑进化出专门用于阅读的新区域来说太短了。

为了解释这种技能的发展，一些科学家假设脑最初用于其他目的的演变是“回收”的阅读。作为一个示例，他们建议专门执行的视觉系统的一部分对象识别已被重新用于阅读的一个关键组成部分，称为正字法处理-识别书面字母和单词的能力。

麻省理工学院神经科学家的新研究为这一假设提供了证据。这些研究结果表明，即使在不知道如何阅读的非人的灵长类动物中，大脑的一部分叫做（IT）皮质的大脑都能够执行任务，例如将单词与无意义词语区分开，或从一个单词挑选出特定字母。

“这项工作在我们的快速发展理解视觉处理的神经机制和重要的灵长类动物行为 - 人类阅读之间开辟了潜在的联系，”麻省理工学院的大脑和认知科学部门负责人，一个调查员，詹姆斯迪拉洛说麦戈尔恩大脑研究所和大脑，思想和机器中心，以及该研究的高级作者。

麻省理工学院博士后Rishi Rajalingham是这项研究的主要作者自然通讯。其他麻省理工学院作者是Postdoc Kohitij Kar和Sachi Sanghavi技术助理。该研究团队还包括CollègeF法国的实验认知心理学教授Stanislas Dehaene。

字识别

阅读是一个复杂的过程，需要识别单词，为这些单词分配意义，并将单词与其相应的声音相关联。据信这些功能被展开在人脑的不同部分。

功能磁共振成像(fMRI)研究发现，当大脑处理书面文字时，一个被称为“视觉文字形成区”(VWFA)的区域就会活跃起来。这个区域参与正字法阶段:它从混乱的字母串中辨别单词或从未知的字母中辨别单词。VWFA位于IT皮层，这是视觉皮层的一部分，也负责识别物体。

DiCarlo和Dehaene开始对研究神经机制法国认知心理学家的一项研究报告称，狒狒可以学会区分单词和非单词科学在2012年。

使用FMRI，Dehaene的实验室先前发现，一旦人们学会阅读，那么响应对象和面部的一部分响应物体和面部的内容就会高度专注于识别书面文字。

Dehaene说:“然而，考虑到人类成像方法的局限性，在单个神经元的分辨率上表征这些表征一直具有挑战性，并定量测试这些表征是否以及如何可以重复使用来支持正字法处理。”“这些发现激发了我们的思考，是否非人类灵长类动物可以提供一个独特的机会，来研究正形加工背后的神经元机制。”

研究人员假设，如果倾向于倾向于加工文本的近视的部分，他们可能能够找到反映的模式神经活动的非人灵长类动物因为他们只是看单词。

为了测试该想法，研究人员在猕猴的IT皮层中的大约500个神经遗址上记录了神经活动，因为它们看起来大约有2,000个字母，其中一些是英语单词，其中一些是荒谬的字母。

“这种方法的效率在于，你不需要训练动物去做任何事情，”拉贾林汉姆说。“你所做的只是记录这些神经活动模式，当你在动物面前闪现图像。”

然后，研究人员将这些神经数据输入一个叫做线性分类器的简单计算机模型。这个模型学习结合来自500个神经站点的输入，来预测引发该活动模式的一串字母是否是一个单词。拉贾林厄姆说，虽然动物本身并没有执行这项任务，但这个模型充当了一个“替身”，利用神经数据产生一种行为。

利用这些神经数据，该模型能够为许多正字法任务生成准确的预测，包括区分单词和非单词，以及确定一个特定的字母是否存在于一串单词中。该模型区分词语和非词语的准确率约为70%，这与2012年报告的比率非常相似科学研究狒狒。此外，模型的误差模式与动物的误差模式相似。

神经元循环

研究人员还记录了另一个大脑区域的神经活动，这个区域也向大脑皮层提供信息:V4，它是视觉皮层的一部分。当他们将V4活动模式输入线性分类器模型时，这个模型(与它相比)很难预测人类或狒狒在正字法处理任务中的表现。

研究人员说，研究结果表明，IT皮层特别适合被重新用于阅读所需的技能，并且他们支持了这样一种假设，即一些阅读机制是建立在高度进化的物体识别机制之上的。

研究人员现在计划训练动物执行正字法任务，并测量它们在学习这些任务时神经活动的变化。

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