读千脑智能笔记02_大脑中的世界模型

1.       正念之脑

1.1.         The Mindful Brain

1.2.         于1978年出版，包含了两位杰出的科学家关于大脑的两篇文章

1.3.         其中一篇是由约翰斯·霍普金斯大学的神经科学家弗农·芒卡斯尔（Vernon Mountcastle）所写，至今仍是脑科学领域最具代表性和最重要的专题文章之一

1.3.1.           芒卡斯尔是第一个明确并细致地阐述通用皮质算法的人

1.3.2.           它还在使神经科学界出现两极化倾向

2.       大脑功能的组织原则：单元模块和分布式系统

2.1.         An Organizing Principle for Cerebral Function:

The Unit Module and theDistributed System

2.1.1.           芒卡斯尔的文章

2.2.         大脑在系统发育过程中是通过不断增加顶端部分来发展的

2.3.         大脑在进化过程中通过在旧脑部分上增加新脑部分而变大

2.4.         旧脑部分控制着更原始的行为，而新脑部分则创造出更复杂的行为

2.5.         虽然大脑的大部分都是通过在旧脑部分上增加新脑部分而变大的，但这并不是新皮质占据人类大脑体积约70%的原因

2.6.         新皮质变大是通过对同一事物（一个基本回路）进行多次复制而实现的

2.7.         大脑一开始是很小的，然后在大脑的一端出现了一块新的东西，接着另一块新的东西出现并叠加在了上面，这个过程不断持续下去

2.8.         在几百万年前的某个时刻，出现了一个新的部分，我们现在称之为新皮质

2.9.         人类大脑的新皮质比老鼠或狗的新皮质大得多，但其实它们都是由相同的元素组成的，人类大脑的新皮质只是包含更多的这一元素而已

2.10.     运动皮质不存在任何内在的运动，感觉皮质也不存在任何内在的感觉

2.10.1.      阐明新皮质中任何一个区域的局部模块回路的工作模式都具有重要的普遍意义

2.11.     新皮质的每一部分都是基于同一原则工作的

2.11.1.      从视觉、触觉、语言到高级思维，所有我们认为是智能的东西，从根本上来说都是一样的

2.11.2.      如果你将两个不同的皮质区相连，你就得到了高级思维，如语言

2.12.     大脑依靠的是一种通用的学习方法

2.12.1.      在新皮质中随处可见的回路非常相似

2.12.1.1.        如果我给你看两块回路设计几乎相同的硅芯片，我们就能基本确定这两块芯片具有几乎相同的功能

2.12.2.      相对于人类祖先而言，现代人的新皮质扩张在进化过程中发生得更快，只有短短几百万年的时间

2.12.3.      新皮质各区域的功能并非一成不变

2.12.4.      新皮质具有极度灵活的功能。人类可以做的许多事情都不存在进化压力

2.12.5.      大脑能够学习几乎任何事情，这就要求它遵循一个普适的智能原理

3.       皮质柱

3.1.         新皮质的基本单位，即智能的单位，是“皮质柱”

3.2.         皮质柱的宽度会因物种和脑区的不同而有所差异

3.3.         皮质柱在显微镜下是不可见的

3.4.         芒卡斯尔并不清楚皮质柱和迷你皮质柱的具体功能到底是什么

3.4.1.           每根皮质柱都在做着同样的事情，而迷你皮质柱是其中一个重要的组成部分

3.5.         虽然皮质柱不是大脑的唯一奥秘，也不是与新皮质有关的唯一奥秘，但了解皮质柱是迄今为止破解大脑奥秘最重要的一环

4.       芒卡斯尔的想法与达尔文的进化论一样令人惊讶和深刻

4.1.         达尔文提出了一种机制，或者说是一种算法，来解释生命不可思议的多样性

4.1.1.           许多类型的生物，实际上都是同一个基本进化算法的表现

4.1.2.           生命的多样性是基于一种基本算法

4.1.3.           达尔文知道算法是什么：进化以随机变异和自然选择为基础

4.1.4.           达尔文并不知道这个算法位于身体的什么位置，直到多年后，人类发现了DNA

4.2.         芒卡斯尔提出，所有我们认为与智能有关的东西，表面上看起来是不同的，实际上都是同一个基本的皮质算法的表现

4.2.1.           智能的多样性也是基于一种基本算法

4.2.2.           芒卡斯尔不知道新皮质的算法是什么，也不知道智能的原理是什么

4.2.3.           芒卡斯尔知道这种算法在大脑中的具体位置

5.       大脑中的世界模型

5.1.         大脑通过感官获得信息输入，接着将这些输入进行处理，最后采取行动

5.2.         违反常态的变化会突然出现在我的大脑里，然后我的注意力就会被吸引过去

5.3.         在我所处的环境中，有成千上万种可能的变化，我的大脑几乎立刻就能注意到这些变化

5.4.         我的大脑，特别是大脑新皮质，正在对它将要看到、听到和感觉到的东西同时做出多种预测

5.5.         为了进行预测，大脑必须学习什么是准确的，也就是说，基于过去的经验，应该做出什么样的预测

5.6.         预测并不是大脑时刻会做的事情，而是大脑的一种内在属性

5.7.         大脑永远不会停止预测，预测在大脑的学习中起着至关重要的作用

5.8.         当大脑的预测得到验证时，就意味着大脑中的世界模型是准确的

5.9.         一个错误的预测会使你注意到这个错误并更新该模型

5.10.     你出生时，你的大脑新皮质几乎一无所知

5.10.1.      新皮质并不知道它将看到什么、听到什么，以及它可能会学习哪种语言

5.10.2.      新皮质在你刚出生时就已对世界有一些固有的假设，但对于具体事物一无所知

5.10.3.      通过经验积累，它学习了一个丰富而复杂的世界模型

5.10.4.      新皮质所学习的东西数量巨大

5.11.     我们的大脑也会学习许多高层次的概念

5.11.1.      我们有能力学习口头语言、书面语言、手语、数学语言和音乐语言

6.       感觉-运动学习

6.1.         输入大脑的信息是不断变化的

6.1.1.           世界在不断变化

6.1.2.           我们在移动

6.2.         通过运动学习世界的预测模型

6.2.1.           大脑通过观察其信息输入如何随时间变化来学习世界模型

6.2.2.           没有其他的学习方式

6.2.3.           与计算机不同，我们不能将文件上传到大脑。大脑学习所有东西的唯一途径是通过其输入的变化

6.2.4.           如果输入大脑的信息是静止的，大脑就什么也学不到

6.3.         做每一个动作时，新皮质都会预测做出这个动作之后的感觉会是什么

7.       神经元工作

7.1.         大脑中的细胞叫作神经元，在许多方面与所有其他细胞相似

7.2.         神经元看起来像一棵树

7.3.         神经元产生脉冲，脉冲也叫动作电位

7.4.         一个神经元的轴突会与其他神经元的树突建立连接。这些

7.5.         原则一：思想、观念和感知都是神经元的活动

7.5.1.           人的思想和体验正是一组神经元同时活跃的结果

7.5.2.           单个神经元可以参与许多不同的思想或体验

7.5.3.           你的每个想法都是神经元的活动

7.6.         原则二：我们所知道的一切都储存在神经元之间的连接中

7.6.1.           大脑记住了很多东西

7.6.2.           你有永久性记忆，如你在哪里长大

7.6.3.           你也有临时性记忆，如你昨晚吃了什么

7.6.4.           你还有基本的知识，如怎样打开一扇门或如何拼写“字典”这个词

7.6.5.           所有这些东西都是通过突触，即神经元之间的连接来存储的