科研进展
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  • 毕彦超课题组与合作者在Nature Communications发表抽象概念脑机制文章
     
          如果完全没有视觉,如何表征“彩虹”?我们的大脑中又如何表征“自由”与“正义”这类抽象概念?

          人类能产生复杂的想法和理解抽象的概念,而这些想法和抽象概念很难在现实世界中找到与之对应的特定客体或事件——感知觉对应的指向。18世纪理性主义者和经验主义者就感官在获取知识时发挥的作用进行了激烈且持续的辩论。几个世纪以来,哲学家也一直在探究这类没有特定感官指向的概念的表征方式。

          回答这个问题的关键在于一种独特且罕见的临床现象——某些语义痴呆症患者虽难以表达具象概念或对概念实体命名,但可以毫无障碍地表达抽象概念。这种功能损伤的分离现象意味着大脑可以分别存储和处理这两种概念,但大脑如何做到这点?

          就这一问题,认知神经科学与学习国家重点实验室毕彦超课题组王效莹助理研究员与哈佛大学Ella Striem-Amit 和 Alfonso Caramazza合作在Nature Communications(2018年12月)上发表了一项新的研究成果(Neural representation of visual concepts in people born blind),并被选为同期Editors’ Highlights。该研究挑选缺乏视觉经验的先天性盲人为被试,探讨了抽象语义知识在人脑的表征方式。

          研究人员使用功能性磁共振成像(fMRI)扫描先天性盲人的大脑,并绘制出被相应概念所激活的脑区。这些概念包括只能通过视觉感知的概念,如“彩虹”、“红色”,也包括只有通过视觉感官才能同时体验整个复杂场景的概念,如“森林”。

          研究结果发现,有感官指示物的概念与抽象概念激活的是不同的脑区,并且先天性盲人在分别面对这两种概念时被激活的脑区与普通人无异。更重要的是,那些对于盲人来说没有感官指示物的概念(如“彩虹”、“红色”、“森林”)激活了与普通人不同的脑区,该脑区位于颞叶前部——同时也是抽象概念的激活区域。

          由于盲人无法通过感官习得颜色和彩虹等概念,他们只能像学习抽象概念(如“美德”)一样,通过语言来习得这些概念,而这些仅通过语言习得的概念与抽象概念激活的是同一脑区。这表明,概念知识在大脑中的表征取决于概念知识呈现的类型以及概念知识的获取方式(即通过感官经验或是通过语言)。

          研究结果引出了一个有趣、经典但难以解答的问题:像彩虹这类概念在两个群体中激活的脑区不同,是否意味着这类概念在这两个群体中其实是不同的?

     
          研究被国自然基金等系列基金资助。

    文章链接:https://www.nature.com/articles/s41467-018-07574-3
    Editors’ Highlights: https://www.nature.com/collections/mjkksldswr