如果你感觉很美丽，可能是因为你的大脑正在秘密保存能量 |光锥看报纸

您是否曾经在滚动时看了两遍照片并想：“这很可爱？” 12 月 2 日发表在 PNAS Nexus 上的一项研究“少即是多：审美偏好与整个视觉系统的代谢成本成反比”，发现了这背后意想不到的生物学原因。多伦多大学的一组研究人员利用人工智能模型和人脑成像技术发现了这背后的一个简单但强大的规律。我们的视觉系统在处理图像时消耗的能量越少，我们感受到的乐趣就越多，这为“美从何而来？”这个古老的问题提供了一个新的基于能源效率的解释框架。实验1：让AI观察并计算它使用的“脑细胞”数量。首先，研究人员使用了一种名为 VGG19 的人工智能模型。相信该模型的结构和操作与人类视觉处理系统类似。它就像一个经过训练的“虚拟大脑”拥有大量照片，善于识别物体和场景。研究团队向 VGG19 展示了 4,914 张真实世界照片（涵盖物体、场景等）。他们测量了模型处理每个图像所需的虚拟神经元的数量。激活的神经元越多，处理变得越复杂，消耗的计算能量就越多。这可以被认为是代谢成本的指标。然后，他们将这种能量消耗测量值与之前研究中 1,118 名参与者拍摄的相同图像的舒适度评级进行了比较。结果很明显。为 AI 模型激活图像的神经元总数越少（因此消耗的能量越少），人类评分越高。两者均表现出显着的负相关增值税。在我们使用 AI 模型和人脑图像进行两步验证策略的研究中，更有趣的是，这种关系仅出现在针对对象训练的 VGG19 模型中。ct 识别，而未经训练的随机模型缺乏这种稳定的相关性。这表明这种“节能就是美丽”的效果可能与视觉系统学习到的高效认识世界的组织方法有关。实验2：直视人脑并测量能量发现它消耗的AI。这就像一个序曲。毕竟，真正的主角是人脑。为了直接检验他们的假设，研究小组使用了功能磁共振成像（fMRI）技术。 fMRI 测量大脑活动期间血氧水平的变化（BOLD 信号）。神经元活动消耗氧气，增加局部血流量并增强 BOLD 信号。因此，BOLD强度可能间接反映了特定大脑区域在信息处理过程中的能量消耗情况。研究人员分析了另一项大型研究（BOLD5000）的数据。在这项研究中，参与者在观看图像时评价了他们对图像的喜爱程度m 在功能磁共振成像扫描仪中。研究人员计算了观看每张图像时大脑每个视觉皮层的平均 BOLD 信号强度（或代谢成本）。 ，与公众对图像的审美评价进行相关性分析。人脑数据支持人工智能模型的发现。从处理基本视觉信息（线条、颜色等）的初级视觉皮层（V1、V2、V4）到负责识别场景、人脸等复杂信息的高级区域（海马旁回的PPA、梭状回面部区域的FFA、枕叶区域的OPA等），其BOLD信号强度常用来评价摄影舒适度。此外，在高阶视觉处理区域中相关性更强。这意味着图像内容的高效且节能的编码可以进一步促进审美愉悦。此外，研究人员在综合预测人口普查方面也取得了巨大成功。使用来自多个视觉区域的能耗数据来计算图像的数量。全脑分析还发现，除了视觉皮层之外，与高阶认知和情绪评估相关的区域，例如前额叶皮层，也参与了这一过程。通过 fMRI BOLD 信号测量审美愉悦与大脑代谢成本之间的关系。 (A) 在大脑的多个和较高视觉区域中，神经活动强度和图像舒适度等级之间存在显着的负相关。 (B) 一名受试者的大脑区域图示：角回、前扣带皮层和额上回等区域尤其突出。神经美学：美的生物学原理 美学长期以来一直是哲学和艺术批评的领域。直到上世纪末，随着大脑成像技术的成熟，科学家们才开始探索美的生物学基础。我开始使用实验总计方法。 21世纪初，Semir Zeki等神经科学家正式创立神经美学。通过功能性核磁共振成像，他们发现当人们看到绘画或音乐时，大脑的奖励系统（例如伏隔核和眶额皮质）会被强烈激活。这意味着美，就像食物或金钱一样，可以直接带来神经层面的快乐。与此同时，与自我参照和反思性思维相关的区域，例如内侧前额叶皮层，也参与其中，这表明更高层次的认知在美学中发挥着作用。洛夫·莱伯等心理学家提出了另一种“加工流畅理论”。换句话说，刺激越容易处理，人们就越喜欢它。这种处理流动性本身就可以引发积极的情绪。例如，高分辨率、对称性、易于识别的图像具有较高的审美分数。这表明感知的效率之间存在直接联系真实的过程和情感。赫尔德·赖德等人。综合以上研究结果，提出了分级美学处理模型。美是自下而上的流动感知（例如刺激的清晰度、对称性导致的更容易处理的体验）和自上而下的认知解释（例如个人经历、反思性思维）的产物。少即是多：美背后的节能逻辑。审美体验在科学上似乎有一个粗略的轮廓。换句话说，审美体验既涉及本能的愉悦反应，又涉及复杂的认知解释。但驱动它的引擎是什么？为什么大脑更看重流畅性和享受而不是效率？这仅仅是认知便利还是源于更原始的基本生理规律？在这项研究中，我们利用“能量消耗”的生物学概念将许多零散的美学发现联系起来，并提供一个统一的视角： 流畅性偏好：越形象你越喜欢它们，就越容易识别和处理它们。原型效应：“平均脸”通常被认为是最美丽的，因为它是大脑编码最高效、最节能的模板。也许是因为它是一个视覚的な不快感：特定のハイコントラストの缟模様や密集したパターンは、まさに视覚nyuーロンに过剰な同步発火を强制し、エネルギー消费の急増を引き起こすため、不快感を引き起こします。当然，审美是复杂的。 「省エネの喜び」は第一印象の基本的なメカニズムと直感的な美学である可能性があり、より深い美的経験にはより多くの认知的および感情的处理が组み込まれています。何亿年にもわたる进化の中で、エネルギーの节约は生き残るための最后の言葉です。そして、この效率性への嗜好は、私たちが见ている世界の美しさを静かに形作っているのかもしれません- PNAS Nexus 発表日 2025 年 12 月 2 日论文タイトル 少即是多：美的好みは视覚系による借款费用と逆相关（DOI：https://doi.org/10.1093/pnasnexus/pgaf347）
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