嬰兒看到了什麼？他們在看什麼？對這些問題的回答，最小的嬰兒與較大的嬰兒、兒童和成人截然不同。這些早期場景的特點是在簡單的圖案中出現一些高對比度的邊緣，同時也包含了為人類視覺打下堅實基礎所需的材料。

這是國際大學研究人員艾琳-安德森（Erin Anderson）、羅文-坎迪（Rowan Candy）、傑森-戈爾德（Jason Gold）和琳達-史密斯（Linda Smith）最近在《科學進展》 （Science Advances）上發表的一項新研究的發現。

首席研究員、心理與腦科學系教授琳達-史密斯（Linda Smith）解釋說：”每個人在思考經驗在視覺發展中的作用時，都會首先假設，在日常經驗的範圍內，視覺輸入對每個人來說都是基本相同的。

為了觀察年幼嬰兒的所見所聞，史密斯實驗室為嬰兒戴上了頭部攝像頭，讓他們在家中進行日常生活活動。圖片來源：由印第安納大學心理與腦科學系提供

先前在實驗室和診所進行的研究表明，幼嬰更喜歡看簡單、高對比的大黑條紋和棋盤場景。目前的研究是首次詢問這些偏好在多大程度上構成了他們的日常生活輸入。安德森曾是史密斯認知發展實驗室的博士後研究員，她說，”為了了解幼嬰看到了什麼，看了什麼”，她和同事給嬰兒戴上了頭戴式攝影機，讓他們在家中進行日常生活活動。

她解釋說：”你可以為新生兒購買’嬰兒閃卡’，上面會顯示這些簡單、高對比度的圖像。頭部攝像頭視頻所顯示的，也就是這項工作所顯示的，是年幼的嬰兒在日常生活中，光是觀察燈光和天花板角落等事物，就能發現他們周圍的這類影像。

琳達-史密斯是印第安納大學心理與腦科學系的特聘教授。圖片來源：由印第安納大學心理與腦科學系提供

史密斯補充說：”我們發現，視覺發育的早期’飲食’非常特殊。就像食物一樣，幼嬰並不是從豐富、複雜的飯菜或披薩開始，而是從簡單、符合發育特點的營養開始”。

以往的研究已經認識到，早期視覺發展對人類未來的視覺發展至關重要。例如，出生時就患有白內障等視覺異常的嬰兒，或在孤兒院中視覺經驗有限的嬰兒，都被證明有終身的視覺缺陷。目前的研究為解決這些缺陷提供了一些初步數據。它對人工智慧視覺系統的形成也有重要意義，因為如果從同樣簡單、高對比的視覺內容開始訓練，人工智慧視覺系統同樣能獲得更強的視覺技能。

為了確定3至13個月大嬰兒的視覺輸入特性，研究人員在10名嬰兒及其10名成年照顧者身上安裝了頭戴式攝影機，收集並分析了70個小時的家庭日常生活視覺記錄。嬰兒和成人的圖像內容出現了明顯的差異，嬰兒視圖中的簡單圖案和高對比邊緣比成人視圖中的更集中。

史密斯推斷，產生這些觀點的原因不僅在於嬰兒會轉頭去看他們能看到的世界的特徵，還在於父母或照顧者很可能會把他們放在他們喜歡看東西的地方。 “你得想想他們為什麼會在那裡。父母可能隱含著某種自然知識，會把嬰兒放在他們喜歡看東西的地方。如果你不大驚小怪，媽媽就不會打擾你。”

然而，印第安納州布盧明頓的這一小部分參與者是否能代表全世界更廣泛的嬰兒？為了回答這個問題，史密斯的實驗室與合作者在印度欽奈一個擁擠的小漁村進行了相同的實驗。雖然6 個月大和12 個月大嬰兒的頭部攝影機拍攝的圖像與布魯明頓的嬰兒截然不同，但無論是在欽奈還是在布魯明頓，最小的嬰兒都有一個共同的”飲食習慣”，那就是高對比度的邊緣和簡單的圖案。

史密斯和她的合作者也證明，同樣的影像序列可以改善人工智慧視覺系統的訓練。在發表於《2023 年神經資訊處理系統會議論文集》上的當前研究的後續研究中，他們發現，如果首先向人工智慧系統提供嬰兒早期特有的圖像來訓練它，那麼它在學習識別視覺圖像方面的成功率要高於向它提供隨機發展順序的圖像或僅僅提供成人日常生活中典型的圖像。更精確的發展順序所產生的效果最好。

他們的工作為進化推測開闢了新的途徑。史密斯解釋說：「我在讀研究生時經常問的一個問題是，為什麼人類嬰兒的運動發展如此緩慢？他們大約有三個月的時間只知道聽和看，還有六個月的時間才學會一點姿勢和頭部控制。

這項研究表明，”隨著進化時間的推移，這些緩慢的、漸進的和優化的偏差作用於建立一個非常聰明的視覺和聽覺系統，」她說。 “這是一個可以講述的故事”。

同時，他們的研究提出了新的問題，即嬰兒早期的視覺內容及其在人類或人工智慧視覺系統發育過程中的作用。

編譯來源：ScitechDaily