研究发现婴儿、儿童和成人的视觉关注重点截然不同

研究发现婴儿、儿童和成人的视觉关注重点截然不同 这是国际大学研究人员艾琳-安德森（Erin Anderson）、罗文-坎迪（Rowan Candy）、杰森-戈尔德（Jason Gold）和琳达-史密斯（Linda Smith）最近在《科学进展》（Science Advances）上发表的一项新研究的发现。首席研究员、心理与脑科学系教授琳达-史密斯（Linda Smith）解释说："每个人在思考经验在视觉发育中的作用时，都会首先假设，在日常经验的范围内，视觉输入对每个人来说都是基本相同的。然而，这项研究表明视觉输入会随着发育而改变。并不是每个人都一样。年幼婴儿的日常生活输入似乎是该年龄段独有的。"为了观察年幼婴儿的所见所闻，史密斯实验室给婴儿戴上了头部摄像头，让他们在家中进行日常生活活动。图片来源：印第安纳大学心理与脑科学系提供之前在实验室和诊所进行的研究表明，幼婴更喜欢看简单、高对比度的大黑条纹和棋盘场景。目前的研究是首次询问这些偏好在多大程度上构成了他们的日常生活输入。安德森曾是史密斯认知发展实验室的博士后研究员，她说，"为了了解幼婴看到了什么，看了什么"，她和同事给婴儿戴上了头戴式摄像机，让他们在家中进行日常生活活动。她解释说："你可以为新生儿购买'婴儿闪卡'，上面会显示这些简单、高对比度的图像。头部摄像头视频所显示的，也就是这项工作所显示的，是年幼的婴儿在日常生活中，仅仅通过观察灯光和天花板角落等事物，就能发现他们周围的这类图像。"琳达-史密斯是印第安纳大学心理与脑科学系的特聘教授。图片来源：印第安纳大学心理与脑科学系提供史密斯补充说："我们发现，视觉发育的早期'饮食'非常特殊。就像食物一样，幼婴并不是从丰富、复杂的饭菜或披萨开始，而是从简单、符合发育特点的营养开始"。以往的研究已经认识到，早期视觉发育对人类未来的视觉发展至关重要。例如，出生时就患有白内障等视觉异常的婴儿，或在孤儿院中视觉经验有限的婴儿，都被证明存在终身的视觉缺陷。目前的研究为解决这些缺陷提供了一些初步数据。它对人工智能视觉系统的形成也有重要意义，因为如果从同样简单、高对比度的视觉内容开始训练，人工智能视觉系统同样能获得更强的视觉技能。为了确定3至13个月大婴儿的视觉输入特性，研究人员在10名婴儿及其10名成年看护人身上安装了头戴式摄像机，收集并分析了70个小时的家庭日常生活视觉记录。婴儿和成人的图像内容出现了明显的差异，婴儿视图中的简单图案和高对比度边缘比成人视图中的更集中。史密斯推断，产生这些观点的原因不仅在于婴儿会转头去看他们能看到的世界的特征，还在于父母或看护人很可能会把他们放在他们喜欢看东西的地方。"你得想想他们为什么会在那里。父母可能隐含着某种自然知识，会把婴儿放在他们喜欢看东西的地方。如果你不大惊小怪，妈妈就不会打扰你。"然而，印第安纳州布卢明顿的这一小部分参与者是否能代表全世界更广泛的婴儿呢？为了回答这个问题，史密斯的实验室与合作者在印度钦奈一个拥挤的小渔村进行了同样的实验。虽然 6 个月大和 12 个月大婴儿的头部摄像头拍摄的图像与布卢明顿的婴儿截然不同，但无论是在钦奈还是在布卢明顿，最小的婴儿都有一个共同的"饮食习惯"，那就是高对比度的边缘和简单的图案。史密斯和她的合作者还证明，同样的图像序列可以改善人工智能视觉系统的训练。在发表于《2023 年神经信息处理系统会议论文集》上的当前研究的后续研究中，他们发现，如果首先向人工智能系统提供婴儿早期特有的图像来训练它，那么它在学习识别视觉图像方面的成功率要高于向它提供随机发展顺序的图像或仅仅提供成人日常生活中典型的图像。更精确的发展顺序产生的效果最好。他们的工作为进化推测开辟了新的途径。史密斯解释说："我在读研究生时经常问的一个问题是，为什么人类婴儿的运动发育如此缓慢？他们大约有三个月的时间只知道听和看，还有六个月的时间才学会一点姿势和头部控制。"这项研究表明，"随着进化时间的推移，这些缓慢的、渐进的和优化的偏差作用于建立一个非常聪明的视觉和听觉系统，"她说。"这是一个可以讲述的故事"。与此同时，他们的研究提出了新的问题，即婴儿早期的视觉内容及其在人类或人工智能视觉系统发育过程中的作用。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

南极洲的冰川讲述了两个截然不同的故事

南极洲的冰川讲述了两个截然不同的故事 MARUM-MeBo70 在阿蒙森海海底着陆的渲染图。图片来源：MARUM - 不莱梅大学海洋环境科学中心/Martin Künsting近年来，全球变暖在南极冰原上留下了印记。南极洲"永恒"冰层的融化速度比以前想象的要快，尤其是在南极洲西部。阿尔弗雷德-魏格纳研究所领导的一个国际研究小组现在发现，其根源可能在于冰川的形成：钻芯沉积物样本结合复杂的气候和冰盖模型显示，南极洲的永久冰川大约始于 3400 万年前。然而，冰川作用并不像之前假设的那样覆盖整个南极大陆，而是局限于南极大陆的东部地区（东南极洲）。直到至少 700 万年后，冰才得以向南极西部海岸推进。正如研究人员在著名的 《科学》杂志上描述的那样，新研究的结果表明，南极洲东部和西部对外界压力的反应大相径庭。内松岛湾的 RV Polarstern 号。图片来源：英国南极调查局 / R. La大约 3400 万年前，地球经历了一次最根本的气候转变，至今仍影响着全球气候状况：从没有或很少有大陆冰积聚的温室世界转变为有大片永久冰川地区的冰屋世界。在此期间，南极冰盖逐渐形成。由于缺乏可靠的数据和主要地区的样本，特别是南极洲西部的样本，人们还不知道冰盖是如何形成的，何时形成的，尤其是在哪里形成的。阿尔弗雷德-魏格纳研究所（Alfred Wegener Institute）、亥姆霍兹极地与海洋研究中心（AWI）的研究人员与英国南极调查局、海德堡大学、诺森比亚大学（英国）和不来梅大学海洋环境科学中心（MARUM）的同事们一起，填补了这一知识空白。讨论海底钻井平台 MARUM-MeBo70 的钻探过程。图片来源：IODP / Thomas Ronge研究人员利用 MARUM-MeBo70 海底钻机在南极洲西部阿蒙森海沿岸的松岛冰川和斯韦特斯冰川近海位置取回了一个钻芯，根据这个钻芯，他们首次确定了冰雪南极大陆的早期历史。令人惊讶的是，在南极冰川作用的第一个主要阶段，该地区没有发现任何冰存在的迹象。领导研究小组的南极洲大学地质学家约翰-克莱格斯博士说："这意味着，大规模、永久性的第一次冰川期一定是从南极洲东部的某个地方开始的。这是因为南极洲西部在第一次冰川最盛时期一直没有冰。此时，南极洲西部大部分地区仍被茂密的阔叶林覆盖，气候凉爽温润，因此无法结冰。"松岛湾一座巨大冰山前的 RV Polarstern 号。图片来源：阿尔弗雷德-魏格纳研究所/Johann为了更好地了解南极洲第一块永久冰是在哪里形成的，南极洲大气研究所的古气候建模人员将新获得的数据与现有的气温和水温数据以及冰的出现情况结合起来。"模拟结果支持了地质学家的独特岩芯结果，"AWI 的古气候建模师 Gerrit Lohmann 教授博士说。"这完全改变了我们对第一次南极冰川期的认识"。根据这项研究，只有在南极东部北维多利亚陆地的沿海地区才具备形成永久冰的基本气候条件。在这里，潮湿的气团到达了强烈上升的横贯南极山脉这是形成永久积雪和随后形成冰盖的理想条件。冰盖从这里迅速扩展到南极东部腹地。PS104_21-3 号岩心钻探期间 MARUM-MeBo70 控制室的场景。图片来源：IODP / Thomas Ronge然而，冰层到达南极洲西部还需要一段时间："直到大约 700 万年后，冰层才有条件向南极洲西部海岸推进，"南极洲大气研究所的古气候建模人员汉娜-克纳尔解释说。"我们的研究结果清楚地表明，在冰层推进到覆盖南极洲西部之前，天气必须变得多么寒冷，而当时南极洲西部的许多地方已经低于海平面"。调查还令人印象深刻地表明，南极冰原的两个区域对外部影响和基本气候变化的反应是多么不同。Johann Klages 补充说："即使是轻微的变暖，也足以导致南极洲西部的冰层再次融化，而这正是我们现在所处的位置。"国际研究小组的发现对于理解从温室气候到当前冰室气候的极端气候转变至关重要。重要的是，这项研究还提供了新的见解，使气候模型能够更准确地模拟永久冰川地区如何影响全球气候动力学，即冰、海洋和大气之间的相互作用。这一点至关重要，正如约翰-克拉茨所说："特别是考虑到我们可能在不久的将来再次面临如此根本性的气候变化"。研究人员借助 2017 年在南极洲西部的"Polarstern"号科考船 PS104 考察期间取回的独特钻芯，填补了这一知识空白。不莱梅 MARUM 公司开发的 MARUM-MeBo70 钻机是首次在南极洲使用。南极西部松岛冰川和斯维斯冰川附近的海底非常坚硬，以前无法使用传统钻探方法钻探到深层沉积物。MARUM-MeBo70 有一个旋转刀头，因此可以钻入海床约 10 米并取回样本。编译自/ScitechDaily ... PC版： 手机版：