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这就是你的大脑如何形成你的思想


这就是你的大脑如何形成你的思想_人工智能

事实上,你的大脑、身体和周围世界都在不断构建。

你在想什么?这也许是一个奇怪的问题,但如果被追问,你可能会把它描述为你意识、梦想、情感和记忆中塑造你自己的一部分。长期以来,科学家们相信大脑的这些方面都有特定的大脑位置,比如恐惧回路、记忆区域等等。

但最近几年,我们了解到人脑实际上是一个骗术大师,你的经验和行为并没有揭示它的内部运作。事实上,你的大脑、身体和周围世界都在不断构建。

在每一个时刻,当你看到、思考、感受和驾驭你周围的世界时,你对这些事物的感知是由三个要素构成的。一种是我们从外部世界接收到的信号,称为感知数据。光波进入你的视网膜,体验盛开的花园和星空。压力的变化到达耳蜗和皮肤,成为爱人的声音和拥抱。化学物质进入你的鼻子和嘴巴,并转化为甜味和香料。

你体验的第二个要素是来自身体内部事件的感知数据,比如血液流过你的静脉和动脉,你的肺扩张和收缩,以及你的胃咕噜咕噜。谢天谢地,这首交响乐大部分是无声的,超出了你的意识。如果你能直接感觉到内心的每一次拉扯和隆隆声,你就永远不会注意到皮肤以外的任何东西。

最后,第三个要素是过去的经验。如果没有这些,你周围和内心的感觉数据将是毫无意义的噪音。这就像被一种你不会说的语言的声音轰炸一样,所以你甚至不知道一个词从哪里结束,下一个词从哪里开始。你的大脑利用你在过去所看到的、做过的和学到的来解释当前的感觉数据,计划你的下一步行动,并预测下一步会发生什么。这一切都是自动发生的,而且是不可见的,比你的手指快得多。

这三种成分可能不是整个故事的全部,而且可能还有其他途径来创造其他类型的思维,比如说,在未来的机器中。但是人类的思维是由大脑在不断的对话中构建的,每时每刻都在与身体和外部世界进行对话。

当你的大脑记住时,它会重新创造过去的点点滴滴,并将它们无缝地结合起来。我们称这一过程为“记忆”,但它实际上是组装。事实上,你的大脑每次都可能以不同的方式构建相同的记忆(或者更准确地说,你所经历的相同记忆)。我这里说的不是有意识地回忆某些事情,比如回忆你最好朋友的脸或昨天的晚餐。我说的是一个自动的,无意识的过程,看着一个物体或一个词,立刻知道它是什么。

每一个认可的行为都是一种建构。你不能用你的眼睛看;你用你的大脑看。对你所有其他的感官来说也是如此。你的大脑将现在接收到的感知数据与你以前在类似情况下感知到的东西进行比较,在类似情况下,你有一个相似的目标。这些比较一次包含了你所有的感觉,因为你的大脑一次构建了所有的感觉,并将它们表示为伟大的神经活动模式,使你能够体验和理解你周围的世界。

大脑也有一种惊人的能力,能够以新颖的方式组合过去的片段。他们不仅仅是恢复旧内容;它们生成新内容。例如,你可以识别出你以前从未遇到过的东西,比如一张有羽毛翅膀的马的照片。你可能从未在现实生活中见过帕伽索斯,但就像古希腊人一样,你可以第一次看到帕伽索斯的画作,并立即理解它是什么,因为你的大脑奇迹般地将“马”、“鸟”和“飞行”等熟悉的概念组合成一个连贯的心理图像。

你的大脑甚至可以对一个熟悉的物体施加新的功能,这些功能不是物体物理性质的一部分。请看图1中的照片。今天的计算机可以使用机器学习轻松地将这个物体归类为羽毛。但这不是人脑所做的。如果你在树林里的地上发现了这个东西,那么当然,它是一根羽毛。但对18世纪的一位作家来说,这是一支钢笔。对于夏延部落的战士来说,这是荣誉的象征。对于一个假装是特工的孩子来说,这是一个方便的假胡子。你的大脑不仅根据物体的物理属性,而且根据它们的功能以及如何使用物体来对物体进行分类。每次你看到一张写着已故领导人头像的纸条,看到可以兑换成实物的货币时,都会经历这个过程。

这种不可思议的能力被称为临时类别构造。转眼间,你的大脑利用过去的经验构建了一个类别,比如“荣誉的象征”,羽毛就是其中的一员。类别成员资格不是基于物理相似性,而是基于功能相似性,即在特定情况下如何使用对象。这样的类别称为抽象。计算机无法“识别”羽毛作为勇敢的奖励,因为羽毛中没有这些信息。它是在感知者的大脑中构建的抽象范畴。

计算机不能做到这一点。反正还没有。他们可以根据以前的示例将对象分配到预先存在的类别(一个称为有监督机器学习的过程),并可以根据预定义的特征(通常是物理特征)将对象聚类到新类别(无监督机器学习)。但是机器不会动态地构造抽象的类别,比如“伪装间谍的面部毛发”。他们当然不会每秒做很多次来理解和行动在一个极其复杂的社会世界中。

正如你的记忆是一种结构,你的感官也是。你所看到的、听到的、闻到的、尝到的和感觉到的一切,都是你大脑内外某种物质组合的结果。例如,当你看到蒲公英时,它的特征是长茎、黄色花瓣和柔软、柔软的质地。这些特征反映在传感数据流中。其他特征更为抽象,比如蒲公英是放在花束中的花朵还是从地上拔下的杂草。

大脑还必须决定哪些感知数据相关,哪些不相关,从而将信号与噪声分离。经济学家和其他科学家将这一决定称为“价值”问题。

价值本身是另一个抽象的、构造的特征。它不是来自世界的感知数据所固有的,因此在世界上是无法检测到的。价值是信息的一种属性,与感知你的生物体的状态有关。价值的重要性最好从生态的角度来看待。假设你是一只在森林里漫游的动物,你看到远处有一个模糊的形状。它作为食物对你有价值吗,还是你可以忽略它?值得花费精力去追求吗?答案部分取决于你的身体状况:如果你不饿,模糊的形状就没有什么价值。这还取决于你的大脑是否预测形状想要吃掉你。

除了在市场上浏览外,许多人不经常寻找食物。但同样的价值评估过程也适用于你在生活中所做的一切。接近你的人是朋友还是敌人?那部新电影值得看吗?你应该多工作一个小时,或者和朋友去酒吧,或者只是睡一会儿?每个备选方案都是一个行动计划,每个计划本身就是一个价值评估。

评估价值所涉及的同样的大脑回路也给了我们最基本的感觉,即你的情绪,科学家称之为情感。情感感觉很简单:感觉愉快,感觉不愉快,感觉兴奋,感觉平静。情感不是情感(情感是更复杂的范畴结构。)情感只是大脑对身体代谢状态的信念的一个快速总结,就像晴雨表上的各种读数。人们信任他们的情感,以表明某件事是否与他们相关,也就是说,某件事是否有价值。例如,如果你觉得这篇文章非常精彩,或者作者疯了,或者即使你已经花了足够的精力阅读了这篇文章,那么它对你来说是有价值的。

大脑进化来控制身体。在进化的过程中,许多动物进化出更大的身体,其内部系统复杂,需要协调和控制。大脑有点像一个指挥中心来整合和协调这些系统。它将水、盐、葡萄糖和氧气等必要资源运送到需要的地方和时间。这种调节被称为异质性;它包括预测身体的需求,并试图在需求出现之前满足它们。如果你的大脑工作得很好,那么通过异稳态,你身体的系统大部分时间都能得到它们需要的东西。

为了完成这一关键的代谢平衡动作,你的大脑在世界上保持着你身体的模型。这个模型包括有意识的东西,比如你所看到、思考和感觉的东西;你不经思考的行动,比如走路;还有你意识之外的无意识的东西。例如,你的大脑模拟你的体温。这个模型控制着你对温暖或寒冷的感知,自动的行为就像游荡在阴影中,无意识的过程就像改变你的血流和打开你的毛孔。在每一个时刻,你的大脑(根据过去的经验和感觉数据)猜测你身体内外接下来会发生什么,移动资源,启动你的行动,创造你的感觉,并更新它的模型。

这个模型就是你的思想,而异质性是它的核心。你的大脑并没有进化到思考、感觉和看见。它进化来调节你的身体。你的思想、感觉、感官和其他心理能力都是这种调节的结果。

因为淤滞对于你所做的一切和感觉都是至关重要的,考虑一下如果你没有身体会发生什么。出生在大桶里的大脑没有身体系统来调节。它不会有身体上的感觉来理解。它无法构造值或影响。因此,一个无实体的大脑就不会有头脑。我并不是说一个头脑需要一个真正的血肉之躯,但我是说它需要一个像身体一样的东西,充满系统,在一个不断变化的世界中有效地协调。你的身体是你思想的一部分,不是以某种模糊的、隐喻的方式,而是以一种非常真实的大脑接线方式。

你的思想和梦想,你的情绪,甚至你现在读到这些话时的经历,都是一个中心任务的结果,这个任务就是让你活着,通过构建特别的类别来调节你的身体。最有可能的是,你不会以这种方式体验你的大脑,但在引擎盖下(在头骨内),这就是正在发生的事情。

Lisa Feldman Barrett是大学的心理学教授,也是《关于大脑和情绪如何产生的七个半课程:大脑的秘密生活》一书的作者。

这就是你的大脑如何形成你的思想_机器学习_02

人脑可以根据使用方式对物体进行分类。使用机器学习的计算机只能看到一根羽毛。

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