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A054 Nat. Neurosci | fMRI + 深度神经网络证实2个月大的宝宝就能进行视觉分类

来源:公众号 PSY-Brain_Frontier | 发布:2026-02-07 | 原文链接

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认知神经科学前沿文献分享

图1

基本信息:

Title:Studying infant vision in the scanner and in silico reveals the richness of early brain function

发表时间:2026.2.2

Journal:Nat Neurosci

影响因子:20.0

获取原文:

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图2

研究背景

长期以来,科学家、哲学家甚至父母们都在好奇:当襁褓中的婴儿凝视周围时,他们真的能识别出看到的东西吗?由于婴儿无法说话,也无法配合复杂的实验指令,传统研究大多依赖于间接的行为观察,这让我们很难看清他们大脑内部的“逻辑”。过去我们往往认为,复杂的视觉分类能力需要长期的经验积累才能习得。然而,这篇由Trinity College Dublin团队发表的研究,利用创新的“清醒婴儿fMRI”技术,结合模拟人类视觉的AI算法,打破了这一固有认知。

图3

Fig. 1 | Characterizing visual representations in developing minds and deep neural networks. Fig1展现了人类大脑与人工智能在视觉表征上的“跨界对比”。 图1a 描绘了实验流程:研究者通过fMRI记录2个月、9个月婴儿及成人观看12类物体时的脑部信号(m个体素在n个条件下),并利用两两相关分析构建出展示不同类别相似性的“相似性矩阵”。图1b 则引入了三种训练程度不同的DNNs,通过提取其内部神经元单元的激活模式,生成了与人类脑图谱相对应的矩阵。通过对比发现,婴儿大脑的反应模式竟与完全训练后的AI模型深度层级惊人一致,揭示了婴儿大脑在视觉处理上的预见性与复杂性。

图4

研究总结

研究团队招募了百余名2个月和9个月大的婴儿,在他们清醒状态下展示了包括猫、橡皮鸭等12类明亮、生动的图像,并测量其腹侧视觉皮层(VVC)的活动。

核心发现:仅仅2个月大的婴儿,其VVC区域就已经能区分不同的视觉类别。例如,大脑对“猫”和“狗”这类相似图像产生的反应,要比对“树木”的反应更接近,这表明大脑已经自动将物体分门别类。

深度神经网络印证:更有趣的是,婴儿大脑的活动模式与经过训练、用于物体识别的深度神经网络(DNNs)的高层特征高度相似。这意味着,支持高效物体分类的高级特征,在生命极早期就已经参与到视觉感知中。

研究意义:这项研究挑战了“视觉认知随发育缓慢发展”的传统观点。它告诉我们,人类视觉认知的基石在出生后不久便已奠定,大脑可能在婴儿具备语言或运动能力之前,就已经在高效地解构和组织这个世界了

后续我们会进行详细解读,欢迎查看~

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图5

核心图表、方法细节、统计结果与讨论见原文及其拓展数据。

分享人:天天

审核:PsyBrain 脑心前沿编辑部

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