两个月大的宝宝已在认识世界

通过将脑成像与人工智能模型相结合，研究人员对婴儿在最初几个月的思考和学习方式有了新的认识。这些发现有助于阐明在婴儿能够说话或进行有意识活动很久以前，其大脑内部发生的情况。该研究近期发表在《自然·神经科学》杂志上，由三一学院神经科学研究所（TCIN）和心理学院的研究团队完成。

科学家对婴儿心智的新认识
研究负责人克利奥娜·奥多尔蒂博士（在三一学院库萨克实验室开展此项研究）解释道：“父母和科学家长期以来一直想知道婴儿的大脑在想什么，以及他们看周围世界时实际看到了什么。这项研究凸显了婴儿出生后第一年大脑功能的丰富性。”“尽管两个月大的婴儿由于缺乏语言能力和精细运动控制，其交流受到限制，但他们的大脑不仅已经能表征事物的外观，还能弄清楚它们属于哪一类。这表明视觉认知的基础在很早就已形成，比预期的要早得多。”

对清醒婴儿进行脑部扫描研究
研究团队与都柏林的库姆医院和罗通达医院合作，招募了130名两个月大的婴儿。每个婴儿舒适地躺在柔软的豆袋上，戴着消音耳机，观看设计鲜艳多彩的图像，这些图像旨在吸引他们15-20分钟的注意力。这种设置使研究人员能够使用功能性磁共振成像（fMRI）记录婴儿观看12类熟悉视觉图像（如猫、鸟、橡皮鸭、购物车和树）时的大脑活动模式。

人工智能如何帮助解码大脑活动
收集脑部扫描数据后，研究团队使用人工智能模型分析不同视觉类别在婴儿大脑中的表征方式。通过比较模型和婴儿大脑中视觉识别通路的活动模式，研究人员能更好地理解早期分类是如何发生的。研究团队负责人罗德里·库萨克（三一学院心理学院和神经科学研究所的托马斯·米切尔认知神经科学教授）表示：“这项研究是最大规模的清醒婴儿功能性磁共振成像纵向研究。捕捉大脑活动的丰富数据集开辟了一种全新的方式来衡量婴儿在很小的时候在想什么。它还凸显了神经成像和计算模型作为幼儿诊断工具的潜力。”“婴儿的学习速度比当今的人工智能模型快得多，通过研究他们的学习方式，我们希望能启发新一代更高效学习的人工智能模型，从而降低其经济和环境成本。”

这些发现的实验室外意义
现就职于贝尔法斯特女王大学的论文合著者安娜·特鲁齐博士强调了近期的技术进步如何使这项研究成为可能。“直到最近，我们还无法可靠地测量婴儿大脑特定区域如何解读视觉信息。通过结合人工智能和神经成像，我们的研究提供了非常独特的见解，帮助我们更深入地了解婴儿在第一年的学习方式。”“第一年是大脑快速而复杂发育的时期。这项研究提供了新的基础知识，将有助于指导早期教育，为神经发育障碍的临床支持提供信息，并启发更具生物学基础的人工智能方法。”爱尔兰儿童健康中心的新生儿科医生、合著者埃莉诺·莫洛伊教授强调了这项工作的更广泛重要性。“迫切需要更深入地了解神经发育障碍如何改变早期大脑发育，而清醒状态下的功能性磁共振成像在解决这一问题方面具有巨大潜力。”（奥多尔蒂博士现就职于斯坦福大学，安娜·特鲁齐博士是贝尔法斯特女王大学心理学院的高级讲师。）