从蓬松到有价值：大脑如何识别物体

我们生活在一个充满了我们必须识别和分类的东西的世界里。只有当你能够识别你周围的事物时，你才能与他人就它们进行交流，并以有意义的方式行事。如果我们看到我们面前的东西，我们认出是一把椅子，我们就可以坐在上面。一旦我们识别出一个物体是杯子，我们就可以举起它并从中喝水。

为了进行这种映射，并理解我们的环境，我们必须不断地将输入到我们感官上的信息与我们已经学到的信息进行比较。为了做到这一点，大脑将一个物体分解成其单独的属性，将它们与那些已知的属性进行比较，然后将这些属性重新组合在一起。根据观察到的物体与已知类别的相似程度，然后将其识别为一件家具或一件容器。然而，到目前为止，还不清楚我们如何看待事物的相似或不太相似。换句话说，让我们识别物体的特征是什么？

位于莱比锡的马克斯·普朗克人类认知和脑科学研究所的科学家与美国贝塞斯达的国家精神健康研究所合作，现在已经确定了一组49种属性，这些属性可以让我们确定几乎所有的物体，即它们所谓的精神表征背后的属性。这种表征反映了大脑将刺激转换成的形式。就物体而言，它由例如颜色、形状和大小组成，但也可能由这样一个事实组成，即它是自然的，可以移动，是有价值的，或者是与动物有关的。研究人员一直在寻找一组可解释的、最低限度足够的维度，即包含尽可能少的属性，但又足以描述一切的维度。

描述这些结果的文章的第一作者马丁·赫巴特(Martin Hebart)说，我们的结果表明，实际上只需很少的维度就能描述我们环境中的所有物体。人脑将环境分解成总共49种属性，足以对所有物体进行分类。神经学家继续说，从这些维度，我们还可以推断出什么被认为是特别相似的，或者什么被认为是一个类别的特别典型。例如，贻贝或狗是否被认为是更典型的动物。从根本上讲，这解释了我们思考物体的基本原则。

然而，这些结果也可以用于医疗目的。到目前为止，人们认为，由于脑损伤而无法识别某些动物的患者将无法识别整个动物。但是，病人有可能在识别毛茸茸的特征方面有缺陷，这是许多动物的属性。这可能会导致其他形式的治疗。

科学家们在近2000张代表我们环境中遇到的大多数事物的物体的图片的帮助下调查了这些关系。然后，他们一次向研究参与者展示其中的三张图片，例如考拉、狗和鱼，但也包括考拉、门垫和椒盐卷饼。参与者被要求从其中的每一项中选出他们认为与其他两项最不同的“奇怪的一项”。就考拉、擦鞋垫和椒盐卷饼而言，对一些人来说，这可能是考拉，因为与其他两种不同的是，它是一种活的生物，或者被认为是一种生物，而不是扁平的。对于其他人来说，可能是椒盐卷饼，因为门垫和考拉是蓬松的，或者你只能吃椒盐卷饼。然而，对于其他人来说，它可能是受气垫，因为它是由无机材料制成的。这意味着答案并不总是清晰的，但它们突出了相关属性，以找出物体的所有核心维度。

研究人员在近5500名参与者的帮助下，测试了近150万种三种物体的组合。在此基础上，他们开发了一个计算模型，用来计算哪个物体最有可能被选为不寻常的物体。两个物体放在里面的次数越多，它们就越相似。事实证明，他们的模型使科学家能够非常精确地预测两个物体的相似性。但它也提供了49个核心维度，使我们能够根据简单的标准对我们的世界进行分类。