研究团队部门成员。受访者供图
AI模子与脑毁伤患者的“跨界试验”
“AI模子就像一个可控的‘数字试验室’,咱们可以报酬决议它是否进修语言,再不雅察差别进修履历是否致使‘看世界’方式的差异。”论文通信作者之1、北京年夜学生理与认知科学学院与人工智能研究院助理传授朱毅鑫先容说。
研究团队比力了两类AI模子:一类只进修过图象(纯视觉模子),另外一类同时进修过图象及文字(视觉–语言模子)。随后,他们将这两类模子的内部表征与人类年夜脑视觉皮层于4组康健人群中的勾当模式举行比对于。
成果显示,视觉–语言模子与人脑视觉皮层的勾当模式更为相似,特别集中于左半球——人类语言加工的主导区域。更使人惊奇的是,这一模式于利用手语的聋人中一样存于,申明语言经验——不管是白话还有是手语,都于视觉加工中留下体系性的印记。
论文配合第一作者、北京年夜学博士生陈昊扬指出:“简朴来讲,被语言‘引导’过的AI视觉模子,看世界的方式更靠近人脑。”
然而,AI模子与人脑的相似性,其实不能直接证实语言于此中起了因果作用。为此,团队将眼光转向了一个非凡群体——脑卒中患者。脑卒中常会毁伤毗连语言区与视觉区的白质纤维通路,为科学家提供了一个“自然比照试验”。
论文通信作者之1、山西医科年夜学传授王效春告诉《中国科学报》,于功效磁共振的使命态研究中,外洋凡是只能做到个位数病人,而该研究从五六十甚至更多患者中举行筛选,终极纳入33位有用患者。
王效春暗示,患者的筛选尺度极为苛刻,由于团队需要的不是平凡的脑梗患者,而是“特定部位”受损的患者——必需是毗连通络断了,但视觉皮层自己无缺。这就像于万万个病例中寻觅特定的“拼图”。
于研究历程中,脑卒中患者的数据获取也极具挑战。患者遍及存于留意力有限、体力不足的环境,要于狭小的磁共振仪里连结静止20分钟以上好不容易。研究团队重复优化试验设计,使使命既充足简朴让患者理解,又能有用激活视觉皮层。同时,因为每一位患者的病灶位置都差别,就像“指纹”同样怪异,团队需要为每一位患者手工标注病灶、一人一策地定制阐发方案,并举行严酷的数据筛选。“这不仅是科学研究,更是邃密的手艺活。”王效春说。
研究成果注解,患者语言–视觉通路受损越严峻,其视觉脑区勾当越像“纯视觉模子”,而越不像“视觉–语言模子”。当语言-视觉通路被粉碎,语言对于视觉的调治作用随之消散,成为“语言调治视觉”的直接证据。
这一征象提醒语言与视觉之间的功效接洽具备标的目的性,而非仅仅反应共激活。“脑毁伤患者的数据是无价的——他们让咱们看到了人脑中语言经由过程与视觉皮层毗连的神经通路调控视觉功效的须要性。”论文配合第一作者、山西医科年夜学试验师刘擘说。
AI与脑科学“彼此赋能”的新模式
这一跨学科研究也展示了AI与脑科学“彼此赋能”的新模式。
传统脑科学经由过程各类手腕记载神经勾当展现年夜脑布局与功效的对于应,但难以切确描画这些神经勾当所“计较”的信息内容。AI模子的引入,使研究者可以或许于一个可控的“数字化认知试验室”中模仿人脑的进修与表征历程,从而探查语言怎样塑造感知。
此前已经有研究利用AI对于年夜脑建模,但往往逗留于相干性层面;而于该研究中,脑毁伤患者的介入为模子提供了稀有的因果验证——当年夜脑的语言–视觉通路被天然“堵截”时,AI模子所猜测的模式确凿呈现于人脑之中。
论文通信作者、北京年夜学生理与认知科学学院与人工智能研究院传授毕彦超指出:“咱们用AI模子理解年夜脑,而脑毁伤患者的脑勾当又反过来验证了模子的机制——这让AI与脑科学第一次真正闭合成一个试验轮回,形成为了脑科学研究的新范式。将来AI会愈来愈多地辅助脑科学研究,帮忙咱们摸索年夜脑的秘密、帮忙更多的病人。”
朱毅鑫暗示,这项研究的意义不仅于在AI帮忙咱们理解年夜脑,更于在年夜脑反过来为将来AI的前沿摸索与成长提供了标的目的。
“咱们发明,语言于年夜脑视觉体系中饰演了构造及调治的脚色。”朱毅鑫说,“这开导咱们思索:真实的智能,或许需要像人脑同样——让语言去兼顾感知、影象及推理,而不是简朴地并列处置惩罚多种模态。”
毕彦超进一步指出:“脑科学与AI不是两条平行线,而是一壁镜子。咱们借助AI理解人脑,也让人脑的认知试验研究为AI成长照亮标的目的。”
这项研究展现了语言于跨模态信息整合中的神经机制,为AI的将来成长提供了主要启迪。只有当AI具有近似人脑的“语言调控能力”,可以或许于视觉、语义与情境之间成立共通的语义坐标,它才可能实现从“辨认世界”到“理解世界”的超过。
这一结果展示了AI与脑科学怎样彼此开导、配合前行的新范式,也表现了中国科研团队于语言、认知与智能交织范畴的连续摸索,为鞭策AI与脑科学PA集团官网交融成长提供了新标的目的。
相干论文信息:https://doi.org/10.1038/s41562-025-02357-5
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“语言可否影响感知”这一疑难,于生理学、语言学以致哲学范畴争辩了上百年。撑持者坚信,语言为人类规定了理解世界的界限;否决者则认为,视觉、听觉等感知体系自力在语言而运行,不受其影响。
已往,这一问题之以是悬而未决,是由于于人类发展历程中,语言与视觉险些老是“纠缠”于一路,很难把一小我私家脑中的“语言体系”拿失,单看其“视觉体系”怎样运作,是以难以于试验中加以区别。
如今,人工智能(AI)的成长为解开这一经典难题带来了新契机。
北京年夜学结合北京师范年夜学、山西医科年夜学第一病院的研究团队发明,语言不仅塑造人类的思维,也可能于潜移默化中转变人类“看世界”的方式。他们联合AI模子与康健人群和脑卒中患者的脑影像数据,为上述百年未解的生理学焦点问题提供了新证据,也展示了AI与脑科学彼此开导的研究范式。
12月15日,相干研究结果发表在《天然-人类举动》。
研究团队部门成员。受访者供图 AI模子与脑毁伤患者的“跨界试验”
“AI模子就像一个可控的‘数字试验室’,咱们可以报酬决议它是否进修语言,再不雅察差别进修履历是否致使‘看世界’方式的差异。”论文通信作者之1、北京年夜学生理与认知科学学院与人工智能研究院助理传授朱毅鑫先容说。
研究团队比力了两类AI模子:一类只进修过图象(纯视觉模子),另外一类同时进修过图象及文字(视觉–语言模子)。随后,他们将这两类模子的内部表征与人类年夜脑视觉皮层于4组康健人群中的勾当模式举行比对于。
成果显示,视觉–语言模子与人脑视觉皮层的勾当模式更为相似,特别集中于左半球——人类语言加工的主导区域。更使人惊奇的是,这一模式于利用手语的聋人中一样存于,申明语言经验——不管是白话还有是手语,都于视觉加工中留下体系性的印记。
论文配合第一作者、北京年夜学博士生陈昊扬指出:“简朴来讲,被语言‘引导’过的AI视觉模子,看世界的方式更靠近人脑。”
然而,AI模子与人脑的相似性,其实不能直接证实语言于此中起了因果作用。为此,团队将眼光转向了一个非凡群体——脑卒中患者。脑卒中常会毁伤毗连语言区与视觉区的白质纤维通路,为科学家提供了一个“自然比照试验”。
论文通信作者之1、山西医科年夜学传授王效春告诉《中国科学报》,于功效磁共振的使命态研究中,外洋凡是只能做到个位数病人,而该研究从五六十甚至更多患者中举行筛选,终极纳入33位有用患者。
王效春暗示,患者的筛选尺度极为苛刻,由于团队需要的不是平凡的脑梗患者,而是“特定部位”受损的患者——必需是毗连通络断了,但视觉皮层自己无缺。这就像于万万个病例中寻觅特定的“拼图”。
于研究历程中,脑卒中患者的数据获取也极具挑战。患者遍及存于留意力有限、体力不足的环境,要于狭小的磁共振仪里连结静止20分钟以上好不容易。研究团队重复优化试验设计,使使命既充足简朴让患者理解,又能有用激活视觉皮层。同时,因为每一位患者的病灶位置都差别,就像“指纹”同样怪异,团队需要为每一位患者手工标注病灶、一人一策地定制阐发方案,并举行严酷的数据筛选。“这不仅是科学研究,更是邃密的手艺活。”王效春说。
研究成果注解,患者语言–视觉通路受损越严峻,其视觉脑区勾当越像“纯视觉模子”,而越不像“视觉–语言模子”。当语言-视觉通路被粉碎,语言对于视觉的调治作用随之消散,成为“语言调治视觉”的直接证据。
这一征象提醒语言与视觉之间的功效接洽具备标的目的性,而非仅仅反应共激活。“脑毁伤患者的数据是无价的——他们让咱们看到了人脑中语言经由过程与视觉皮层毗连的神经通路调控视觉功效的须要性。”论文配合第一作者、山西医科年夜学试验师刘擘说。
AI与脑科学“彼此赋能”的新模式
这一跨学科研究也展示了AI与脑科学“彼此赋能”的新模式。
传统脑科学经由过程各类手腕记载神经勾当展现年夜脑布局与功效的对于应,但难以切确描画这些神经勾当所“计较”的信息内容。AI模子的引入,使研究者可以或许于一个可控的“数字化认知试验室”中模仿人脑的进修与表征历程,从而探查语言怎样塑造感知。
此前已经有研究利用AI对于年夜脑建模,但往往逗留于相干性层面;而于该研究中,脑毁伤患者的介入为模子提供了稀有的因果验证——当年夜脑的语言–视觉通路被天然“堵截”时,AI模子所猜测的模式确凿呈现于人脑之中。
论文通信作者、北京年夜学生理与认知科学学院与人工智能研究院传授毕彦超指出:“咱们用AI模子理解年夜脑,而脑毁伤患者的脑勾当又反过来验证了模子的机制——这让AI与脑科学第一次真正闭合成一个试验轮回,形成为了脑科学研究的新范式。将来AI会愈来愈多地辅助脑科学研究,帮忙咱们摸索年夜脑的秘密、帮忙更多的病人。”
朱毅鑫暗示,这项研究的意义不仅于在AI帮忙咱们理解年夜脑,更于在年夜脑反过来为将来AI的前沿摸索与成长提供了标的目的。
“咱们发明,语言于年夜脑视觉体系中饰演了构造及调治的脚色。”朱毅鑫说,“这开导咱们思索:真实的智能,或许需要像人脑同样——让语言去兼顾感知、影象及推理,而不是简朴地并列处置惩罚多种模态。”
毕彦超进一步指出:“脑科学与AI不是两条平行线,而是一壁镜子。咱们借助AI理解人脑,也让人脑的认知试验研究为AI成长照亮标的目的。”
这项研究展现了语言于跨模态信息整合中的神经机制,为AI的将来成长提供了主要启迪。只有当AI具有近似人脑的“语言调控能力”,可以或许于视觉、语义与情境之间成立共通的语义坐标,它才可能实现从“辨认世界”到“理解世界”的超过。
这一结果展示了AI与脑科学怎样彼此开导、配合前行的新范式,也表现了中国科研团队于语言、认知与智能交织范畴的连续摸索,为鞭策AI与脑科学PA集团官网交融成长提供了新标的目的。
相干论文信息:https://doi.org/10.1038/s41562-025-02357-5
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