我国学者揭秘大脑“闻一知十”能力新机制
2026-03-01 07:23:51

泉源:科技日报

蓝图修建设计院有限公司科技日报记者 张佳星

会打网球的人能更快上手羽毛球,,, ,,,,掌握一种解题思绪后能轻松应对同类问题,,, ,,,,大脑是怎样复用已有知识,,, ,,,,做到“闻一知十”的呢????????

克日,,, ,,,,中国科学院自动化研究所团结解放军总医院第九医学中心、吉林大学第一医院的研究团队,,, ,,,,为这一问题给出了要害谜底。。。。。 。。 。团队首次发明,,, ,,,,灵长类大脑会通过领域特异性的图式复用,,, ,,,,以及近乎正交的神经表征空间组织,,, ,,,,巧妙平衡学习的稳固性与无邪性。。。。。 。。 。相关研究效果揭晓在《自然·通讯》(Nature Communications)上。。。。。 。。 。

据先容,,, ,,,,研究团队以三只雄性猕猴为实验工具,,, ,,,,围绕背外侧前运动皮层睁开研究,,, ,,,,纪录下猕猴脑区中728个神经单位的运动信号,,, ,,,,剖析其神经运动与学习行为的关联性。。。。。 。。 。

研究发明,,, ,,,,猕猴在学习相似的新使命时,,, ,,,,速率会随训练推进显著提升,,, ,,,,温习旧使命的效率大幅提高,,, ,,,,但面临与原有规则相悖的反向配对使命时,,, ,,,,猕猴的学习速率则显着变慢,,, ,,,,远低于学习同类新使命的效率。。。。。 。。 。这一效果证实,,, ,,,,灵长类动物和人类一样,,, ,,,,能提取使命中的笼统决议规则并迁徙复用,,, ,,,,而当新使命与原有知识冲突时,,, ,,,,这种复用会失效,,, ,,,,大脑需要重新顺应。。。。。 。。 。

通过对神经运动的深入剖析,,, ,,,,研究团队发明猕猴背外侧前运动皮层的神经群体运动,,, ,,,,会自觉形成两个近乎正交的表征空间,,, ,,,,即决议子空间和刺激子空间,,, ,,,,两个空间互不滋扰,,, ,,,,划分肩负差别的功效。。。。。 。。 。决议子空间具有高度稳固性,,, ,,,,会形成可复用的神经相关图式,,, ,,,,专门编码使命的焦点决议逻辑,,, ,,,,即便视觉图案爆发转变,,, ,,,,只要决议规则稳固,,, ,,,,大脑就会直接复用这一稳固的神经模式; ;;;;刺激子空间则坚持高度无邪性,,, ,,,,专门编码目今使命的详细视觉刺激特征,,, ,,,,能快速适配全新的外部视觉信息,,, ,,,,且不会受到决议子空间的滋扰。。。。。 。。 。

研究团队通过实验验证了两个子空间的功效关联,,, ,,,,两个子空间的近乎正交性,,, ,,,,让稳固的知识存储与无邪的全新信息编码得以同时实现,,, ,,,,彻底阻止了“学新忘旧”或“守旧难学新”的问题。。。。。 。。 。

值得注重的是,,, ,,,,学界此前仅在海马体、前额叶皮层等认真高级认知的脑区发明过神经相关图式,,, ,,,,而本次研究在认真运动与决议的背外侧前运动皮层也发明了这一模式,,, ,,,,批注领域特异性的图式复用并非属于某个脑区,,, ,,,,而是灵长类大脑普遍的神经组织原则。。。。。 。。 。

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体现,,, ,,,,该机制的发明从立异的角度剖析了大脑“学会学习”的机制机理。。。。。 。。 。在此基础上,,, ,,,,借鉴大脑的正交表征空间战略,,, ,,,,让AI将焦点的规则知识放在专门的“决议领域”稳固生涯,,, ,,,,同时用自力的“刺激领域”处置惩罚新的详细信息,,, ,,,,有望助力AI具备像人类大脑一样快速学习、无邪顺应的能力。。。。。 。。 。

本研究的配合第一作者为中国科学院自动化研究所博士研究生田凯茜、吉林大学第一医院赵智宇医生及中国科学院自动化研究所陈阳副研究员,,, ,,,,中国科学院自动化研究所余山研究员与解放军总医院第九医学中心顾建文教授为配合通讯作者。。。。。 。。 。研究事情获得了国家科技立异2030“脑科学与类脑研究”重大项目、中国科学院青年科学家基础研究项目等多项基金资助。。。。。 。。 。

(研发团队供图)

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