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认知乐高积木:大脑如何将旧技能融入新任务
一项新的猴子研究揭示了前额叶皮层重复利用模块化神经“乐高积木”来构建新的行为,为人类灵活性、精神疾病和永不遗忘的下一代人工智能提供线索。
来源:Scientific Inquirer人类大脑的即兴创作能力很容易被认为是理所当然的。一旦你学会了驾驶,适应租赁汽车不熟悉的控制装置会有点烦人,而不是一个为期数周的再培训项目。学习烤面包,一个像样的蛋糕主要取决于你已经拥有的重新混合技能。
普林斯顿大学神经科学家的一项新的《自然》研究表明,这种日常灵活性依赖于一种非常特殊的神经重用:大脑将可重用的活动模式(“认知乐高”)组合在一起,以即时构建新任务。
自然Sina Tafazoli、Timothy Buschman 及其同事与两只恒河猴合作,训练这些动物执行三项相关但截然不同的分类任务。每次试验都显示出一个彩色的、变形的斑点,其形状(在兔子状和 T 状图形之间)和颜色(在红色和绿色之间)独立变化。猴子必须决定“哪种形状?”或“哪种颜色?”并通过眼球运动向四个目标之一报告他们的判断。至关重要的是,这些任务是由共享组件构建的:两个任务使用相同的颜色分类但不同的眼球运动反应,而另一个任务共享运动反应,但切换了重要的特征(形状与颜色)。
通过处理这些重叠的需求,动物们有效地进行了认知混合搭配。这种设置使研究人员能够测试一个具有重大意义的简单问题:当任务共享成分时,大脑实际上会重复使用相同的神经“块”,还是将每个任务作为单独的、不透明的例程来学习?
“你重新利用现有技能并将其与新技能相结合,”Tafazoli 在随附的新闻稿中解释道,描述了大脑如何依靠旧组件来满足新需求。
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