大腦確實(shí)像計算機一樣思考，類(lèi)腦計算完全有望實(shí)現人類(lèi)智能

大多數神經(jīng)學(xué)家認為，大腦通過(guò)改變腦細胞或神經(jīng)元之間的連接及其強度學(xué)習。但有實(shí)驗結果表明，大腦的學(xué)習方式更類(lèi)似計算機。

【導讀】大腦的學(xué)習過(guò)程涉及將類(lèi)似字符串的東西存儲在單個(gè)神經(jīng)元內部的分子里，而不是重新改變神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的連接。這在學(xué)習與記憶研究領(lǐng)域還是一個(gè)全新的概念，瑞典的一項研究更是表明大腦可以記住簡(jiǎn)單數字信息，這對大腦可以存儲信息卻不可以存儲數字的傳統認知提出了挑戰。

大多數神經(jīng)學(xué)家認為，大腦通過(guò)改變腦細胞或神經(jīng)元之間的連接及其強度學(xué)習。但有實(shí)驗結果表明，大腦的學(xué)習方式更類(lèi)似計算機：將信息編碼到神經(jīng)元內的分子中，并從中讀取用于計算的信息。

計算機的學(xué)習過(guò)程是將信息編碼成只含有 0 和 1 的字符串，存在可訪(fǎng)問(wèn)的寄存器中。按兩種方式編碼，計算機會(huì )根據寄存器的數量編成訪(fǎng)問(wèn)地址。提取信息時(shí)，計算機根據地址信息和編碼方式來(lái)提取相應的信息。

計算過(guò)程是將兩個(gè)字符串連成一個(gè)新字符串的過(guò)程，這對計算機的學(xué)習過(guò)程非常重要，因為原始輸入的信息并不是可讀的信息，而是通過(guò)某種計算過(guò)程將其轉換成可讀信息。計算過(guò)程中，計算機通過(guò)存儲地址提取出兩條字符串，通過(guò)計算生成新的字符串，再存儲到新的地址中去。計算機學(xué)習得越多，獲取的記憶就越多，從而利用這些存儲的記憶學(xué)習。

大腦可以存儲信息卻不可以存儲數字？不合理

大多數神經(jīng)學(xué)家都同意大腦也會(huì )進(jìn)行某種計算的說(shuō)法，但認為大腦是通過(guò)改變腦細胞或神經(jīng)元之間的連接來(lái)實(shí)現計算的，即大腦輸入一堆無(wú)序的信息，幫助大腦改變結構，進(jìn)而產(chǎn)生更加適應環(huán)境需要的行為。這個(gè)觀(guān)點(diǎn)是由 Locke、Hume、Berkeley 等經(jīng)驗主義哲學(xué)家提出來(lái)的。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是經(jīng)驗對大腦產(chǎn)生影響，再影響大腦之后的經(jīng)驗。學(xué)習在神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的術(shù)語(yǔ)是“適應”（plasticity），這也進(jìn)一步解釋了大腦學(xué)習是因為受了經(jīng)驗的影響，而不是因為經(jīng)驗給大腦植入了事實(shí)信息。

但問(wèn)題是，經(jīng)驗確實(shí)會(huì )給大腦植入事實(shí)信息。我們大多數人可以通過(guò)大腦根據環(huán)境構建的心理地圖來(lái)知道我們的行為，比如接孩子的路上，我們會(huì )順路去藥店買(mǎi)點(diǎn)藥。甚至有些昆蟲(chóng)也會(huì )繪制類(lèi)似的心理地圖，比如蜂蜜可以在它們的覓食范圍將任何兩點(diǎn)連接起來(lái)，一旦找到合適的覓食地點(diǎn)，就會(huì )回到蜂巢，通過(guò)一種特別的舞蹈來(lái)告訴同伴食物來(lái)源。Claude Shannon 在1948年發(fā)表的一篇論文提出了信息理論（information theory），認為可存儲信息的東西卻不可以存儲數字這種說(shuō)法是不正確的。神經(jīng)科學(xué)家們對這個(gè)觀(guān)點(diǎn)尚未達成共識，我經(jīng)常會(huì )問(wèn)我的同僚們，是否同意大腦通過(guò)改變神經(jīng)連接來(lái)存儲信息，他們都會(huì )回答是，但問(wèn)到大腦是怎樣改變神經(jīng)連接來(lái)存儲數字的，他們卻被困住了，都拒絕回答。

大腦的學(xué)習過(guò)程不是改變神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的連接

最近，我向麻省理工學(xué)院一個(gè)工作站的 20 個(gè)優(yōu)秀神經(jīng)科學(xué)家們同樣的問(wèn)題。我們先聊了聊DNA的編碼形式，認為這跟計算機緩存存儲數字的方式非常相似。但當我問(wèn)道怎樣將數字存儲到大腦中，有些人甚至生氣了，都拒絕回答，直接轉移話(huà)題問(wèn)道：“什么叫數字？”

大腦可以記住間隔持續——簡(jiǎn)單的數字信息。最近，瑞典的一項相關(guān)研究表明，間隔持續記憶存儲在大腦的Purkinje細胞中，而不是神經(jīng)輸入信息中。輸入的信息進(jìn)入大腦神經(jīng)，形成大腦習得信息，再以神經(jīng)信號的方式輸出。

因此我們認為，神經(jīng)內部的分子不停地轉換，將信息存儲在分子中，整個(gè)過(guò)程在分子中進(jìn)行比在神經(jīng)元中進(jìn)行要快得多。大腦的學(xué)習過(guò)程涉及將類(lèi)似字符串的東西存儲在單個(gè)神經(jīng)元內部的分子里，而不是重新改變神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的連接。這在學(xué)習與記憶研究領(lǐng)域還是一個(gè)全新的概念。

【編者按】本文轉自新智元。文章來(lái)源：nautil.us，作者：C.R. Gallistel。編譯：徐紅

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