帕旺辛哈 大脑如何学习辨识物体

在印度，如果你先天失明 你必须为之奋斗的 有两件事 第一 接受治疗的机会 极为微小，或者说近乎没有 因为在这个国家 大部分的眼科治疗 都仅仅集中提供给成人 只有极少极少数的医院 才有针对儿童的医疗设备 其实，就算能够接受治疗 也很有可能你的主治医生 根本没有医学证书 拉贾斯坦的这个例子就是这样 她是个孤儿，只有三岁 患有先天性白内障 于是她的看护人带她到 乡村诊所看病 赤脚医生没有向看护人建议 让这个女孩子去正规医院 恰恰相反，他决定以烧红的铁条 灼烧她的小腹 说是用来驱魔 :( 另一则不幸的消息 你会了解到的是 神经学家说 如果你是四到五岁以上 视力才得以恢复 大脑学习去看东西的机会 已经微乎其微 像第一条一样，几近没有机会。。。

听到这两件事 我陷入了深深的烦恼 有个人背景方面的原因 也有科学原因 先从个人方面说起吧 听起来稀松平常，但我是非常认真的 那就是我的儿子，Darius 作为一个刚刚晋升的父亲 我从内心深处有种奇妙的感觉 小宝宝是多么的纤细微妙， 那些对他们应尽的责任 以及深深的爱护 面对孩子时我会不由自主的有所感应 我愿意上天入地 只为Darius的健康成长 当我被告知 有那么多其他的Darius 没得到任何治疗 这简直是大错特错！ 这，就是我的个人原因

科学研究方面， 神经学长久以来的这种说法 认为当大脑超过 四到五岁时 将会失去学习能力 我并不赞同 因为我不觉得此理论 有广泛的实践基础 这个理论来自于 大卫胡伯和维塞尔的研究 他们是哈佛大学的两位学者 于1981年赢得诺贝尔奖 其课题是视觉生理学 那是一项非比寻常的研究 但我相信他们的一些工作 在推断的基础上 过早的进入了人类范围 事实上，他们用猫咪做实验 证实了不同残疾种类的行为 这些研究 已经是六十年代的产物 现在却还在被用于分析我们的孩子

就这样，我认定自己需要做两件事 第一: 为得不到 治疗的儿童们 提供关照 这是人道主义职责所在 科学的职责在于 要去学习 视觉系统延伸的极限 很显然，这两项任务放在一起 会是多么的珠联璧合 彼此密不可分 这般如此，为了实施 此两个任务 几年前我发起了普拉卡项目 普拉卡，你们也许知道 在梵语中意为 光明 我们希望能 给孩子们的生命中带来光明 同时有机会 搞定一些 神经学上的迷思 它的图标，尽管看起来特别像爱尔兰文字 其实是源自 古印度代表大地之神的明灯 普拉卡 总的来说 专注于三个方面 从长计议，去帮助需要关爱 治疗和学习的孩子们 现在我要播放一段视频 来展示前两个方面

这个长远的安置 引导着盲童学校

画外音：大部分孩子都是重度永久性的失明

教授：由于这是所盲人学校 很多孩子的情况一生都无法治愈 这就是小眼症 也称眼部发育畸形 一种永久性的损害 无法治愈 这一例是极端小眼症 叫做眼球内陷 尽管情况如此糟糕，我们还是会遇到 有些孩子留有少许视力 这是非常好的迹象 说明这种病例有治疗的希望 我们把类似这样经过挑选的孩子送进医院观察 我们与这家坐落在德里的医院合作 斯沃夫慈善眼科医院 它有个设备精良的 儿童眼科中心 多亏了罗兰 麦当劳的慷慨捐助 使其成为可能 你看，多吃点儿汉堡包真的有用

文字：（这类的检测使我们提高了 许多孩子的眼部健康状况并且 协助我们寻找那些可以参与普拉卡计划的孩子们）

近距离观察这个孩子的眼睛 你会看见是什么使他失明 你看瞳孔中间的这块白斑 是先天性白内障 挡住眼球水晶体 我们眼睛里的水晶体是透明的 但是这个孩子，他的水晶体变得浑浊 就这样儿，他什么都看不见 于是这个孩子接受了治疗，注意看他眼部的照片 这是那只盲眼 拿出浑浊的晶状体 用树脂晶状体取代 同样的孩子 手术3个星期后 右眼看得见了

（掌声）

谢谢

从这段小影片中，你已经了解到 康复是有可能的 目前我们已经 为超过200名儿童提供了治疗 故事在重复上演着 进过治疗，这些孩子们 的视力得到极大的进步 其实，同样的示例 发生在失明多年的 病患身上 几年前我们有篇论文 就是关于右边这位妇女的故事 她晚年才开始看见东西的 她的视力在这个年龄段是非常出色的 我得加个悲剧桥段 两年前她去世了 死于巴士车祸 她是个真实而激动人心的示例 尽管无法得知未来会怎样，不过非常激励我们 当我们开始寻找这类示例时 能够想象，在科学界和流行出版行业 激起过一些浪潮 这是刊登在《自然》 上面的文章 描述这项工作 时代周刊也曾经报道 我们十分信服 回复是很有可能的 即使是针对长期视力衰弱

下一个问题显然就是 恢复的过程是怎样呢？ 我们是这么进行研究的： 先要寻找一个对光线敏感的孩子 给他进行治疗 我想要强调一点这类治疗 是完全免费的 无需置疑 我们治疗非常多的孩子们，通过他们开展工作 每个需要的孩子都会治疗 治疗过后的几乎每个星期♪ 我们给孩子进行 简单的视觉测试 从而观察他们的进步 是符合预期效果的 我们试着去做，越多越好 这条发展之路 给了我们前所未有 极为珍贵的信息 学习视力框架是 如何构建的 其中 早期发展技巧 与后期发展有什么因果联系吗？

我们用类似的方式来学习 很多不同的视觉能力 但是我想要特别强调其中的一种 那就是怎样把图像解析为物体 看，你现在看到在左边任一种图像 不论是真的物体或者是人造的 都以小的区域构成 就是中间的这些小东西 这些区域有各式各样的颜色，光泽 大脑用其复杂的结构 来吸取判断 小区域中更小的部分 转化成有意义的信息 告诉我们哪些是真实的物体 像你在右侧看到的这样 没人知道这个过程是怎么发生的 这就是我们在普拉卡课题上的挑战

其实是这样的 得到视觉不久 这个人几周前刚刚复明 这位是伊坦迈尔，麻省理工大学的学生 在与他做实验 他的视觉配合度还很差 你可以从中得到一种感觉 他到底在忙着找一些什么区域 如果给他看真实的图像 或者跟他这样儿的初期康复者看这种图像 它们不能辨识大部分物体 因为这个世界分成了很多小块儿 抽象断裂的小块儿 有着很多不同的颜色和光泽 类似那些绿色划线 当你向他们问起 不需要命名，只要指着物体就可以 他们指出来这样一些区域 他的世界非常复杂 有一块一块的很多区域 甚至球上方的阴影 变成独体的物体 有趣的是 几个月后 发生了一些事

医生：看见几个东西？

病患：这有两件物体

医生：它们什么形状？

病患：它们的形状。。 这个是圆形 这个 是正方形

相当戏剧化的转变发生了 问题就是 这种转换说明什么？ 这是个很深奥的问题 更使人惊奇的是 答案竟然那么简单 答案来自于运动 那就是下一段视频我想要给大家展示的

医生：你能看到什么形状？

病患：我不太清楚

医生：现在呢？

病患：三角形

医生：这有几个物体？ 现在，有几个呢？

病患：两个

医生：这些是什么？

病患：一个正方形和一个圆形

这种行为会反复出现 视觉系统解读世界 需要的重点 是动感信息 我们从这个实验还有很多其他实验中 提取的是 动感信息进程 又叫移动进程 的作用是建构视觉 进程的支架 它带领了视觉合成 最终实现视觉感知

这个貌似简单的道理有深远的影响 让我大概来提两点 一方面是科技工程学 另一个是临床 那么，从工程学的角度来看 我们可能会问，了解了 动态对人类视觉行程是如此的重要 能不能用这个配方 来搭建机器人视觉系统？ 使它自己学习，都不用程序操纵 和人的协助 这就是我们在

麻省理工大学正在研究的课题，这里 需要应用任何你学到的基础知识 这样，我们制造了德兰 一个机器人系统 它有个雄心勃勃的目标 就是获取视觉输入 类似小孩接受的信息一样 然后自觉地去发掘 这个视觉输入的目的 别担心德兰内部长什么样 在这里，我只需要介绍 我们怎么测试她 测试德兰的方法是通过 给它输入一些信息 类似婴儿能看到或者其他普拉卡课题的孩子能看到的 但是很长一段时间里我们找不出来 到哪去弄这种视频输入 所以，我想到的是。。。 不如让我儿子 当个婴儿摄像头 就这样拍到了德兰的输入视频 我们是这么做的 笑声 为这，我必须跟老婆进行一次长谈 笑声 潘米，如果你在看的话 原谅我吧

于是我们改装了摄像机镜头 用于模仿小婴儿的视觉精度 大家可能知道了 新生宝宝总的来说是看不见什么东西的 他们的视力如何- 我们成人是20/20 婴儿的精度大概只有20/800 所以他们眼中的世界 非常非常的模糊 这个就是婴儿摄像头看到的

笑声 鼓掌

幸亏没有音频 跟着图像伴奏 令人惊叹的是， 宝宝们看到的世界如此的高度模糊 他们还能很快的 发现这种输入的意义 只要两三天， 宝宝会开始注意到 他的爸爸妈妈的脸孔。 这是怎么回事？我们希望德兰也能做到 利用动态原理 德兰实际上真的做到了 给它输入这种视频 才六七分钟的短片 德兰能开始提取模式 包括面孔。 所以，这是个很重要的展示 说明了动态的重要性

临床上，它的应用来源于自闭症的研究 视觉合成疗法开始的结合是自闭症 已经有些科学家在研究了 我们看到这些，提出的问题是 视觉系统的合成缺陷 会不会是某种表像 而是自闭症的动态信息处理缺陷 因为如果这个假说是真的 会给我们的研究带来巨大影响 特别是不同的 自闭症的显现

你会看到的是 两个孩子的视频，一个正常 另一个自闭症的孩子，在玩撞球游戏 这样，当孩子在玩儿的时候，我们跟踪他们眼球的方向 红色是眼睛运动的路径 这个是正常的孩子，你会看到 这个孩子能推断出 球的动态信息 然后预测出球要去哪里 在球到达之前 孩子已经能看向那边了 相反的，另一个 自闭症的孩子在玩的时候 不能预测 他只能追着球的运动 使用动态信息 的效率 看来在自闭症人身上低多了 我们一直追随这方面的工作 希望有一天 有更多的研究报告出炉

向前看去，如果你觉得这个圆形 用以代表所有 我们已经治疗过的儿童 这就是问题的总量 红色的点是我们治疗过的孩子 所以，还有很多很多孩子，需要接受治疗 为了能扩大课题的范围 我们计划要发展 普拉卡儿童中心 包括专业眼科医院 为患病儿童开设的学校 还有前沿科技研究机构 普拉卡中心将会结合医疗 教育和科研为一体 真正实现 合众为一的伟大力量

总的来说，在普拉卡成立5年之际 它已经影响到了很广的范围 从基础神经学 和脑神经学 到临床相关的设想，比如说自闭症 有半自动可视机器人 大学生，研究生的教育学习 最重要的在于减轻 孩子们失明的痛苦 对于我的学生，还有我本人 这是多么非凡的经历 因为我们在做着特别有趣的研究 同时 帮助了那么多与我们工作同在的孩子们

非常感谢

（掌声）