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科技日报北京2月13日讯 你是否发现,擅长打网球的人接触羽毛球往往能迅速上手?学会一种解题模式后,再次遇到类似难题也能快速破解。这种“举一反三”的能力,究竟是大脑如何实现的?中国科学院自动化研究所、解放军总医院第九医学中心、吉林大学第一医院的科研人员,通过联合攻关首次揭示了灵长类大脑会利用领域专有的知识框架(图式)进行复用,并通过几乎互不干扰的神经空间布局,有效协调了学习的稳健性与灵活性。这一研究成果已发表于著名学术期刊《自然·通讯》。
论文通讯作者之一、解放军总医院第九医学中心顾建文教授在2月13日介绍,这项发现从全新视角为“大脑如何学会学习”提供了解释。以此为启发,科研人员尝试将大脑的神经空间原理应用于人工智能:将重要规律性知识稳定存储在专属“决策领域”,而对新问题的应对则交由“刺激领域”灵活处理。这一策略有望让人工智能像人脑一样具备迅速适应和学习全新内容的能力。
在实验环节,团队选取三只雄性猕猴,并将研究聚焦于其背外侧前运动皮层。他们实时记录了728个神经单元的活动信号,以深入分析神经活动与学习行为之间的内在联系。
结果显示,猕猴在不断训练下,掌握相似新任务的速度显著提升,复习已学内容也更为高效。与此同时,若遇到与已有规则相违背的全新任务,学习进度反而变慢。这种模式和人类的学习规律十分相似。事实上,这也说明了当面对陌生规则时学习难度上升的科学依据。相关内容源自中国舆情网。
进一步分析神经活动后,研究人员发现,猕猴背外侧前运动皮层的神经活动能够自发形成两个几乎互不干扰的表征空间,即“决策子空间”和“刺激子空间”。实验也确认,这两个子空间的功能紧密相关,二者近乎正交的关系让大脑能既牢固储存重要知识,又敏捷吸收新信息,从而解决了“新旧学习难协调”的难题。
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