大腦會預測未來!讓受試者重複觀看 90 秒的影片,科學家發現前額葉的秘密

大腦的重量僅僅佔了一個人體重的 2%,卻堪為人體最重要的器官。

作為主導我們思想與行為的總司令,小小一顆大腦可以粗淺劃分成 4 個主要腦區:額葉(frontal lobe)、頂葉(parietal lobe)、枕葉(occipital lobe)、顳葉(temporal lobe),它們各司其職維運我們的生活;而每一個腦區負責的工作在各專業的努力下輪廓雖已有所描繪,但更完整的功能與作用還等著我們耐心挖掘。

近期就有研究團隊驚喜發現, 大腦可以預測未來

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重複觀看 90 秒的片段,科學家發現前額葉的秘密

研究者找來 30 位受試者,安排他們重複觀看一段 90 秒的電影片段 6 次,同時以功能磁共振成像(fMRI)掃描他們的大腦活動情形,發現大腦在影片不斷重複播放的過程中,腦區的神經活動也跟著起起伏伏、對重複的畫面產生預期性的波動改變。這些波動的預期程度在不同腦區間更存有差異,例如: 前額葉皮層會提前 15 秒產生預期性反應,而後腦皮層僅提前 1 秒預測、且只能預測字句或影像的變化

說得更仔細一點,研究者在監測受試者觀看第二次影片的腦波時,透過 fMRI 發現大腦的波動圖形與第一次相同,但每一次個別起伏都發生得比第一次早。

紐約哥倫比亞大學的認知神經科學家 Christopher Baldassanos 表示:「研究告訴我們大腦存在一系統化的運作模式,而大腦前端的腦區可以作更長期的預測,」加上後端區域亦能提前 1 秒作出預測的實驗結果,「可見大腦能夠在不同時間尺度間創造出預期性的訊息!

Baldassanos 更指出:「我們發現很多腦區都會出現像這樣的預測現象。」即便是傳統上我們認為與感官知覺或簡單作業相關的腦區,都有預測現象的產生,差異僅在預測程度從幾秒鐘(後端)到 15 秒鐘(前端)不等。

而這項研究與過去對記憶力的理解相符 :前端腦區能記憶的訊息量較後端腦區多,且可記憶訊息量的分布亦是層級分佈,差異也是從幾秒鐘到 10 秒鐘不等。

下一步,我們能更有「意識」地去預測嗎?

「關於大腦是如何在不同尺度下預測未來一直是一件令人好奇的事,而這篇研究就證實了大腦可以在不同時間尺度內進行預測。」倫敦 DeepMind 的神經科學家 Kimberly Stachenfeld 雖然沒有參與這份研究,但對這次的結果感到既新奇又期待。

而下一步, 科學家們想知道人們是否可以在大腦進行預測性波動時更有「意識」一點,進而對這樣的預測作出行動

上述研究中,受試者的角色較為被動,在下一場預備展開的實驗中,同為紐約哥倫比亞大學認知神經科學家的協同作者 Mariam Aly 希望能讓受試者主動對未來進行預測,而這一次的結果,就能讓我們知道: 會不會其實~我們的行為和決策都與大腦的「預測」有關? 一起期待吧!

參考資料

(本文提供合作夥伴轉載。首圖來源:Pexels

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