標題:我們的視覺神經迴路會在瞬間進行錯誤更正(Brain's Visual Circuits Do Error Correction on the Fly) ScienceDaily (Dec. 7, 2010) —根據在Duke大學完成的研究，我們大腦的視覺神經不斷 的在為我們接下來會接收看到的東西做預測，並且在當額外的外在訊息進入時糾正錯誤的 設想。 這個新的視覺認知機制挑戰了現有的視覺模式，而且改變了神經科學家研究大腦的方式。 這種新的視覺模式被稱為predictive coding（譯：預言性識別）。這種模式不僅更加錯 綜複雜，還為視覺的標準模式添加了額外的特點。比較普遍的視覺模式是指神經透過 hierarchical layers(hierarchical是分級、分層的意思)處理從視網膜接收進來的訊息 。在這個由下而上的系統中，首先是由比較下層的神經開始偵測物體的特徵，像是水平線 或是垂直線。接著神經將這些訊息傳送到下一個階層的大腦細胞，去辨別其他明確的特徵 並提供新興的影像給下一層的神經，以再添加其他額外的細節，就這樣影像不斷經過神經 階梯式的途徑，直到影像完全形成為止。 但是根據Duke大學研究員Tobias Egner的研究，新的腦造影數據提供了一個「清楚而且直 接的證據」指出視覺的標準影像─feature detection（特徵偵測）是不完整的。十二月 八日被發布在Journal of Neuroscience的腦造影數據顯示出大腦會對將看到的東西進行 預測，並且由上往下的校對編輯這些預測，由心理學以及神經科學助理教授Egner指出。 在這個系統，各層的神經會產生並且傳遞這些關於影像可能會是什麼的 (context-sensitive)預測到下一層的神經。這些預測會與接收進來的知覺訊息進行比照 。如果神經期待看到的和觀察到的之間有差異，這樣的不協調，或是預測錯誤會被往上傳 送到上面的神經階層。接著每個神經階層再對所預測的影像進行校對和調整，以消除錯誤 的預測出現在下一個往下的階層。 最後，一旦所有的錯誤預測都已經被消除之後，Egner說視覺皮質會選派出關於物體到底 是什麼的最佳預測，也就是我們人真正看到的東西。Egner註解說明這一切都是無意識的 在幾毫秒間發生的事，而且你根本不會知道你正在做這件事。 Egner和他的同事們試圖在預測被送出的當下捕捉到整個過程。研究團隊使用fMRI掃描大 腦用來辨識臉孔的fusiform face area (FFA)，他們讓十六位受試者觀察在各種不同顏色 的箱子裡出現的是人臉還是只是房屋的架構，同時掃描他們的大腦。這十六位受試者被告 知當他們觀察到的是顛倒的臉或是房屋時就按下按按鈕，但是同時研究人員記錄的是別樣 東西。藉著改變臉孔架構和房屋架構的色彩組合，研究人員控制、記錄FFA為了避免所做 的反應被刺激影響，或是臉孔預期被錯誤的處理過程影響的神經反應。 當特徵偵測模式是正確無誤的時候，FFA的對臉孔或是房屋的神經反應會更強，無關受試 者的預測是什麼。但Egner和他的同事們發現如果受試者對接下來會看到臉孔有很高的期 待，他們的神經反應會類似接近於當他們確實看到臉孔或房屋。研究繼續使用計算型的模 式以顯示出這種神經活動的模式只能用臉孔預期和預測錯誤兩者的共同作用來解釋。 華盛頓大學的神經科學家Scott Murray (並未參與此研究)說：「這個研究對關於視覺系 統運作的方式提供了一個非常不同的觀點。」Murray解釋：「高度的神經激起等級不是由 於提供了眼前物體的各樣特徵，而是根據神經預期看到的誤差而來的，而這些誤差的信號 想必為這些需要視覺系統經過處理勝過理解提供了有效的標記。」 Egner指出各種理論在過去三十年已發展成predictive coding model（預測辨別模式）， 但是沒有任何一個研究可以直接試驗feature detection model（特徵偵測模式）。他說 這個研究結果很振奮人心而且改變了對視覺如何運作的偏見。他也說本質上會有越來越多 的科學經轉而支持這種新的模式。 Murray也說這個新發現可以影響神經課學家接下來研究大腦的方向。多數的研究皆認為如 果大腦某部分對特定的視覺影像有很強的反應，不知怎麼的就會認為該部位是負責、專門 處理影像。Murray說：「這個研究挑戰了原本普遍的假定，未來的研究都必須考量到觀察 者對呈現的視覺影像所做的預測。」 文章出處:http://www.sciencedaily.com/releases/2010/12/101207191449.htm --

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