英國新研究表明,人腦可以預測未來影像

作者 | 發布日期 2017 年 12 月 07 日 8:48 | 分類 AI 人工智慧 , 尖端科技 , 生物科技 follow us in feedly

來自英國格拉斯哥大學一項最新研究指出,大腦真的能預測眼睛下一步移動時將看到的景象,雖然只是提前了數毫秒,但研究團隊認為,這種機制或許有助於讓人工智慧變得更靈活。



「事實上,我們能清楚看見世界的根本原因就在於大腦的預測分析。」由神經科學與心理學研究所教授 Lars Muckli 領導的這份研究發表在《自然》期刊,研究人員利用功能性磁振造影(fMRI)與視錯覺(visual illusion)來解釋大腦如何持續不斷的與視覺成像進行雙向對話,以預測我們的眼睛接下來將會看到什麼。

Lars Muckli 說,我們覺得眼前的世界穩定,是因為我們的大腦在思考未來。格拉斯哥大學研究合著者格雷西‧愛德華茲(Gracie Edwards)則指出,視覺訊息傳送到大腦的同時(稱為前饋輸入),大腦也會「反饋」訊息給視覺系統,後者訊息是基於我們對相似感知事件記憶的期望,因為前饋和反饋相互影響,才產生我們每天感受到的視覺場景。

這項研究即注重在大腦向眼睛發送訊息的反饋輸入神經過程。

功能性磁振造影(fMRI)的原理是測量神經元活動時所引發的血液動力改變(包括腦血流、腦血容積等),可以顯示出當受到外界刺激時,腦部哪些區域會活化。研究中,研究人員佈下視錯覺實驗,於一左一右位置擺放兩個固定的閃爍正方形,就像這樣: 口   口,由於兩個正方形交叉閃爍,在 27 名觀察者眼中看起來實際上像只有一個正方形在兩邊移動。

當觀察者的眼球跟著正方形左右擺動時,研究人員利用 fMRI 對大腦視覺皮層進行成像,發現當眼睛在移動到下一個閃光之前,大腦視覺皮層的反饋訊息已經先跑到新的預測座標。簡單說,當眼球還未從 A 點移到 B 點時,大腦的預測已經先一步到位。

人的眼睛一秒平均移動 4 次,代表大腦每 250 毫秒就要處理一次新的視覺訊息,想像一下你若每秒都在左右晃動照相機,成像會有多模糊,但為何你看到移動物體時卻不會模糊不清?團隊表示,這就是因為大腦事先預測了眼睛移動後將會看到什麼。

團隊對這類腦神經機制在 AI 方面的應用很看好,《Newsweek》報導,AI 人工智慧現在已會使用前饋機制來處理情報,但還缺乏「前饋預測機制」的技能,已經有一些研究嘗試開發新的算法,納入反饋機制,可能終將讓人工智慧變得更靈活。

(首圖來源:shutterstock)