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主题:【原创】围绕脑科学而发生的若干玄想 -- 鸿乾

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家园 找到一篇很有关系的文章

Same or Different? A Neural Circuit Mechanism of

Similarity-Based Pattern Match Decision Making 外链出处

不过他们做的还是比较复杂的,还没有深入到最简单元学习机上。他们的方法和里面的资料都很有意思。有兴趣的可以很仔细看看这个文章。

家园 婴儿时期大脑细胞快速发育导致童年回忆缺失???

据英国每日邮报报道,科学家和心理学家长期以来一直未解开一个谜团——为什么我们会忘记童年发生的事情?这是人生之中最无忧无虑,最快乐的时光。目前,两位科学家认为他们找到了揭开谜底的答案,指出生命初期大脑记忆中枢的细胞快速生长,意味着早期存在的大脑记忆细胞之间的关键性连接将被更新替代,因此,人们童年时期的记忆就不太可能恢复。

科学家认为,人类生命初期大脑记忆中枢细胞快速生长,意味着当前细胞之间关键性连接遭到破坏

相比之下,儿童成长之后以及成年人的大脑细胞连接性已趋于稳定,从而能够很好地存储记忆

在加拿大神经系统科学会议上,专家们听取了关于为什么婴儿仅能记忆生日宴会事件几天时间的理论解释。相比之下,年龄稍大的儿童和成年人大脑细胞之间的连接就变得更加稳定,使记忆能够很好地存储下来。

这一理论是由一对夫妻科学家提出的,他们是来自加拿大多伦多大学的保罗-弗兰克德(Paul Frankland)和希娜-乔塞尔(Sheena Josselyn),他们指出幼年老鼠记忆中枢形成的细胞更容易使它们忘记一些记忆。同时,还发现幼年老鼠无法生成具有较好记忆的正常记忆细胞。

之前研究表明,我们无法回忆起2-3岁之前的事情,只能在3-7岁之间产生一些零碎的回忆。该现象的解释有诸多因素,其中包括:记忆随时间而模糊消退,记忆形式与语言能力的形式紧密相联。多年以来,婴儿健忘症一直是一个难解的科学谜团,目前弗兰克德夫妇认为他们的解释理论具有一定的说服力。

弗兰克德称,我们的最新研究解释了为什么人类幼年时期很少有回忆,同时,无法回忆起童年生活的细节也具有一定的好处。例如:他们两岁大的女儿在生日蛋糕蜡烛燃灭时突然啼哭。他们指出,这个事件会在我们的记忆中永久地留下印记,我们能够生动地回忆着生日庆祝中不愉快的事情,我们的女儿也会记忆这件事,但只有一两天的记忆,第二天她会大叫“没有蜡烛”,用力地摆动自己的头。我们何必让女儿的回忆伤痕累累呢?婴儿健忘症会让他们忘记童年的一些事情,当女儿成年时,不会清晰地回忆两岁生日时的“蜡烛事件”。

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这篇文章非常难以理解,是因为其逻辑根本就不对。

如果按照传统观念,一般认为的,突触发育形成记忆的逻辑,突触大量形成,而记忆却难以形成,这是自相矛盾的。

而按照我的假说,则非常容易解释。因为记忆是由突触熔断而形成的。在婴儿期的某个阶段,触突大量形成而不熔断,那么“长期记忆”就无法形成。那时候触突大量发展,形成的是逻辑思维能力。

而无法形成长期记忆。

家园 这些涉及比较深了,超出了我能够做细致讨论的范围,不过

不过,从我有的知识看,至少部分上是说得通的。

事实1:人脑的记忆,不是紧信息的记忆,而是基于稀疏表达的记忆,而且这些记忆是表达于神经元的链接的权重中。

事实2:人脑神经元的确是要增加,直到十来岁停止,而幼儿的神经元链接要逐渐减少。

这样看,他们的说法就有道理了。如果说某幼儿形成了一些记忆,这些记忆是存储在某些链接的权重中,而且由于是稀疏表达,这些记忆事实上分布很广,就是若干分隔比较远的神经元的链接中间。而幼儿的神经元成长迅速,就可能在这些分隔远的神经元中插入新的神经元,因此旧链接隔断。因此,记忆可能变形很大,或者根本就失去。

至于你说的熔断具体如何,我不清楚。你是否有某种计算上的比较清晰的图景,可以让我们看得更仔细?例如比较少的几个神经元的相互过程。

家园 新华社报道,初级版阿凡达有望5年实现

新华社报道,初级版阿凡达有望5年实现 外链出处

初级版阿凡达有望5年实现,或许吧。但是,恐怕需要在人脑上加装什么硬件之类的才可能。

家园 我瞎猜啊

能够长久记住的,都是抽象了的、概念化了的,无论记忆多么生动,都是那些概念、原型的组合,而非原始的实例。如果这个抽象的能力不够,长久记忆就缺乏基础。以未加工的原始实例作为原型进行记忆,将会耗费大量的脑力资源,在以后的日子里这样的低效率的例子将会被淘汰,要么加工转化为概念原型的记忆,要么资源重组,记忆“破产”,大脑改造。

以上是在过往阅读、经验基础上的脑补加口胡。

家园 那么我猜,这个抽象提炼的过程是通过触突熔断消除达到的

这个抽象提炼,模式化,其生物学基础,细胞机制是什么呢?

我猜就是触突的熔断消除过程。即,长期记忆的形成,是触突减少的过程。

(而逻辑思维,寻址机制,是依靠触突的增加实现的。)

(我觉得本大神的假说迄今看到的都合乎逻辑,能合理解释很多现有的实验结果,且很自然)

家园 恐怕还不是如此

对这个所谓的抽象提炼过程,现在的Autoencoder已经事实上做出了不错的解释。建议大家看Hinton的视频。当然,这种抽象提炼不是指的理性的那种,而是指的在脑神经元中(例如蚊子的神经节中)的一个自然的处理信息的过程。是的,我相信,即使在蚊子的神经节那种极端初级的神经信息处理器中,也有一个很强大的对信息抽象提炼的过程。这个过程人类一直无法摸到实质,但是现在的确开始摸到是在了。这就是我说的,这是激动人心的时代的激动人心的技术。

我也认为你说的这个熔断有些东西在里面。不过,还感觉不到比较实在的东西。请想几个具体的例子,例如你说的FPGA的例子,让我们来更仔细看看。

家园 玄想8:进一步看智能

好多天前开长途车,因此有很长时间听收音机,听到一个哈佛教授在上面谈老鼠人脑心理等等,很有感悟。现在把这些感悟写下来,算是一个新的玄想。

据那个教授讲,顺便说,听起来,这是一个年龄较大的女教授,他们做了如下的一组实验。

1. 把老鼠放进一个正方形的房间,每面墙都是白色的,也没有任何外面的参考对照,就是说完全一样。然后让老鼠看见在一面墙的中间地上隐藏了一块饼干。再把老鼠在空中旋转,让老鼠完全失去方位感后,把老鼠再放入房间。可想而知,老鼠找到这个饼干的概率就是四分之一。而且他们的反复实验,就证明的确如此。

2. 让人来做相同的实验。当然了,人就不用做和老鼠一样的找饼干,而是设计原则上相同的实验。人也并不比老鼠表现更佳,因为没有更多信息,也就得到完全一样的概率,四分之一。

3. 修改一下实验,把一面墙漆成蓝色,然后做同样的实验。对人来讲,如果饼干是在蓝色的墙下,则100%准确,如果饼干在其他三面白色的墙下,则得到三分之一的概率。这没有什么奇怪的。

4. 但是,老鼠就还是只能得到四分之一的概率。那么是老鼠不能识别蓝色?不是的,如果设计其他的实验,让老鼠仅在蓝色白色中区分,老鼠可以100%准确。问题出自于,老鼠无法把蓝色的(或者白色的)和墙的中间联系起来。老鼠就还是只能按照墙的中间去找饼干。人当然可以知道蓝色的墙的中间,白色的墙的中间,因此寻找的概率就极大提高了。但是,更关键的实验来了。

5. 他们从心理学的角度看,人的这种把不同的东西联系起来的智能,是和语言功能紧密相关的。那么,他们设想,如果把人的语言功能去掉,人的表现如何?是比老鼠高明呢,还是和老鼠一样?但是,怎么把人的语言功能去掉?那位教授很风趣,说当然不能把人变傻了做实验。他们发展了一种方法使得可以暂时把人的语言功能屏蔽掉。但是,相当遗憾,在这个当口,我的车经过一段地方,收音机信号接收很差,他们具体怎么做的,就没有听清楚了。大概知道,是让实验的人,同时口头上说什么话,就可以暂时把这个人的语言功能阻塞掉。好了,我们更关心的是结果,而不是手段。那么,结果如何呢?很惊人,在这种情况下,人的表现和老鼠一样了,仅是四分之一的概率。

这是非常有教益的。

首先,智能的确和把不同的东西联系起来的能力非常紧密相关。老鼠的智力不够,无法联系两种信息。很可能,要实现这种联系,需要硬件的和软件的。但是老鼠不具备这种硬件的和软件的功能,因此智力就差了。

这就非常明确支持脑的层级结构。就是说,脑内有若干所谓的图样识别器,不同的识别器用于不同的信息,而把这些不同信息联系起来的,是更上层的图样识别器。因此说脑就是各种图样识别器集合起来的层级结构,就相当准确了。据估计,人脑内部大概有3亿个图样识别器,这些就构成了人脑的智力基础。

但是,老鼠也未必没有比感知“墙的中间”,“蓝色”等信息的识别器更高层次的识别器。从老鼠的复杂日常生活就可以观察到这一点。老鼠的确是可以做更高信息处理的。但是,为什么在上面说的实验中,老鼠的表现很差?我猜想,这是因为,联系墙的中间和蓝色的这两个信息,并不是老鼠通常所为,而是临时的一种要求。如果让老鼠玩这个足够久,特别是在生存压力之下,老鼠终究是可以完成这种联系的,甚至,如果世代足够长,是否可以形成遗传(当然我知道这个话有些不对,但是暂且说在这里),进而把这种知识写进老鼠的遗传中?不过,我这里就仅是说说了。具体的实验,还是要专业人员来做的。

因此,智力还不仅是能够联系不同的信息,还更加是能够快速和没有先决条件下的联系,特别是完全全新的联系。我想,最近的这个科学上的事件,就是很好的说明。

To take a break, Zhang visited a friend in Colorado last summer. There, on July 3, during a half-hour lull in his friend’s backyard before leaving for a concert, the solution suddenly came to him. “I immediately realized that it would work,” he said.

Zhang’s idea was to use not the GPY sieve but a modified version of it, in which the sieve filters not by every number, but only by numbers that have no large prime factors.

这样看来,其实智能也就是在我们的掌握中了。这样设想,如果我们能够建立强大的机器,可以获取各种信息图样识别器送上来的各种信息,并且进行综合,然后这个机器,可以对这些信息进行联想性的,高度探索性的,具备某些主动性的联想和再组织,那么这个机器,其实就是具备智能了。

我认为,这样的机器,可能不需要太久就可以成为现实。而以后,每一个科研组,必须具备的就是这个智能机器,可以帮助人进行思考的机器。当然了,如何建立这样的机器,就需要探索先进科技局的那些要求。

顺便说一下,可能对没有经验的人来说,上面的对张益唐的思考过程的描述可能就没有什么感受。对有过类似经验的人来说,就能够体会这种感受,的确是人世间给予一个人的极高奖赏。希望更多的朋友能够获得这样的高度,这样的感受,也因此推动相应的事业。

尤里卡!

家园 其中有诈

怎样的方法可以屏蔽人的语言功能?阻塞大脑的一部分功能区,感觉这是不可能的。

家园 “或许有错”,这样讲更好一些

他们做的结果肯定在什么地方发表了的,我们就让他们专业的人士去判断是否有错。不知道他们的这个结果发表在什么地方,也没有精神去搜索,如果有河友知道,告知我们就最好。

这样讲,暂时阻塞语言功能,的确很有些反直觉。不过,反直觉的东西也未必就是错的。存疑吧。但是,我们要讨论的,其实和这个事实的对错并无直接关系。我们要想知道的是,如果语言功能被去掉(怎么去掉是另一个技术问题了),是否人还可以把不同的信息联系起来使用?这其实很像说得通,离开具体实验,可能还差得比较远。

家园 新闻:霍金的公司开源了他们的脑学习程序

开放程序的首页:外链出处

是否会引起比较大的兴趣呢?看吧。可能近期影响不大,毕竟目前好像在他的那个阵营里面的人不多,学术界的和工业界都如此,尤其学术界。但是,看吧,事情的发展往往出人意料。。

家园 这个开源似乎一直有,名实不符

其中最关键的算法是不开源的,外围应用的python是开源的,这个样子有好几年了。sourceforge上早几年就有人照着paper做开源的了,近两年似乎不继续了。

那个老印离开Hawkins之后,似乎他开始有了一些不错的进展,最近那次演讲(youtube)发现会后Kurzweil那几个都在那里排着队问问题,影响还是很有一定人场的。其中就是你那个贴提到过的sparse memory的那次,但是他只抖了几个包袱。

家园 这次是全部开源的,我草草看了一下他们的程序

应该是全部开源的了。不过好像辅助文件不齐备,要安装编译等可能还不是很顺畅,我就没有看见比较齐备的指导文件。等他们这些做齐备了,也去装上玩一玩。

家园 改装在google App Engine上,然后让全世界

改装在google App Engine上,然后让全世界的人都来天天训练。。。

一年后美少女养成计划大功告成

家园 相关话题,转贴并简评:关于知识类型

看链接:外链出处

这个作者主要的着眼点在中医和其他科学知识的关系的辨析。而我的兴趣点在他对于知识的分类。

科学知识和启示知识

与真理或有效(valid)知识有关的日常知识大致可分两大类:

1) 来源于普通经验的科学知识:

a) 通过普通生活试错获得的一般性知识, = “前科学知识”;

b) 通过系统研究(某种思想指导下的)试错获得的“科学知识”;

c) 通过实验室设计的试错程序下的研究获得的“现代科学知识”;

2) 来源于非普通经验的启示知识:神明卓越的人类,如神农、黄帝、摩西、周文王、释迦摩尼、耶稣等以及印度、中国历史上众多的觉悟者(Self-Realized),得道成仙、佛者,见普通人所不见,告普通人所不知。这些启示知识

a) 涉及到来生,不必为现世所证实者通常被归为“宗教知识”;

b) 涉及指导世俗物质生活的日常知识(通常显得神秘而有效),我们可称之为“非宗教性启示知识”

传统中国社会(大致1911年以前)的知识体系里存在着前科学知识”,“科学知识”,“宗教知识”,“非宗教性启示知识”。其中,自然“科学知识”限于农业、手工业、以及中医等;“非宗教性启示知识”如,易学,中医,风水等。宗教问题此处暂且不论。

传统中国社会,当然,没有“现代科学知识”。

这些分类和妥当与否当然应该加以仔细讨论。但是能够这样提出问题和提出他自己的分类,是很好的。的确是原创性的思维,而不是人云亦云的把科学当成了宗教。

从脑科学的观点出发,知识,其实就是人脑中的某种基于生物化学生物物理原理的图样识别器群中的具备的一些过程。当然人脑里面的这种过程,并不仅是个人所独有,事实上是社会的产物。从这个角度看,这些种类的知识就是自然的。就目前的情况而言,最系统也最强力的一个知识系统,就是现代科学体系及其知识。但是,这并不是人脑内部的图样识别器的全部。事实上,人脑中的很多东西是遗传的,因此就不是现代科学知识,甚至不是经验知识。到很多关键时刻,这些非经验知识对人的生存的作用,甚至远大于经验知识和现代科学知识。

不过,我认为这位作者夸大了所谓的启示知识。我们不知道,是否的确存在所谓的“启示知识”,也很少有机会对此做经验性的体验,我们知道的所谓启示知识,都是基于口口相传的传说。没有经验的的东西,还是采取不知为不知的态度更好。其实对于神秘的东西的最好的办法就是非常认真的和实际的记录。这是对于经验性体验不足的唯一的补偿。遗憾的是,整个社会对传说神秘和恶斗神秘远比对神秘做认真而实际的记录更感兴趣——也包括西方社会。钱学森以前就说过这个事情,他恐怕也是无穷的遗憾而已罢了。

下面的这些说法,请大家见仁见智。不过他这句话说得非常好:任何类型的知识只要有效,就会有相应的伪知识。值得高度赞赏,并且随时用于思辨。这个世界的伪知识太多了。举例来说,相当一部分以统计为范式的研究活动产生的就是实实在在的伪知识。

中医知识包含“非宗教性启示知识”和“科学知识”。

中医作为“非宗教性启示知识”得传于上古神明卓异的“超级”人类;经过数千年普通人的实践,不断在新环境下系统地试错,因而同时又具备“科学知识”的特性。

在中国和印度,民间依然保留了上古流传下来的神明(spirituality)修炼方法,以致根基良好的普通人经过修炼依然可以跃升为“超级”人类;他们依然可以不断给普通人带来启示性知识。

普通人在其生活实践中基于启示性知识,并借自身经验和理性的系统综合和检验,进而形成高度真理性和可靠性的世俗知识体系。这便是兼具启示性和科学性的世俗知识体系。这样的知识体系当今人类所留无几。就本人有限的了解,除印度阿育医学(ayurveda)外,中国传统医学,武术内功学,易学,风水学乃其中翘楚;虽经54运动和文化大革命,仍相当完整,但后继堪忧。

普通人完全经由自身系统性经验和理性研究发展出来的有效(valid)、可靠(reliable)的知识,非关“超级”人类启示,是为“科学知识”。

任何类型的知识只要有效,就会有相应的伪知识。启示性知识亦然。中世纪西方产生了大量依附耶稣思想的宗教伪启示性知识,使得教会蒙昧横行。文艺复兴及后来的启蒙运动应运而生;两者均促进了普通人类以自身理性立法,弃绝伪启示性知识;但两者同时也弃绝了真理性启示的可能。科学昌明得益于人类自身理性;但仅凭自身有限的经验和理性也必定将人类未来带入这种有限所引致的危机,如果没有真理性启示指导的话。

中医的启示性成分亦导致伪启示性中医知识横行。 后者与中世纪教会的所作所为相似,带来了对中医的不信任乃至信任危机。这种不信任其实贯穿于历史,只不过54以来得以非理性地大幅扩大。弃绝中医中的伪启示性知识是必要的,但如果不识真理性启示知识,便会珠目不分地将中医整体否定掉。


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