1、感知与行动耦合的宏观分析：信息、控制与非线性动力学

感知与行动耦合的宏观分析：信息、控制与非线性动力学

在生物学活动中，感知与行动的联系一直是一个关键问题。传统上，心理学和生理学等学科常将感觉、感知过程与传出、运动过程分开，且更注重输入侧。然而，现在越来越多人意识到，自然界并不存在这种明确分隔的输入和输出过程，因此有必要深入研究感知与运动、认知与行动之间的关系。

控制的概念

在努力理解众多神经肌肉自由度如何协调以产生连贯行为时，调节和控制的概念至关重要。在控制论系统中，调节器和控制器有不同但相关的功能。调节器能在系统受干扰时，将系统状态维持在可接受的公差范围内，比如恒温器调节烤箱温度。而控制器则设定调节器要维持的特定值，像厨师控制烤箱温度。传统的控制观点认为，控制器与被控制系统是分离的，这种观点在电机系统文献中很常见，例如Stein认为神经系统控制骨骼肌设备。但这种观点解释力有限，因为它将协调运动的连贯性和适应性归因于外部控制器，却未解释控制器自身的连贯性。

与此相对，自主控制观点认为，控制源于系统自身的自组织，这更符合生物系统的生存需求。生物系统的生存依赖能量流动，自主控制能满足能量流的可公度性标准，而传统控制论则无法满足。传统控制理论将系统进行分解，如将感知和运动设备、生物体与环境分开，这会影响对系统整体动力学的理解，且所选的可观测变量可能不适用于描述整个系统。自主控制还改变了信息的定义和作用，它要求信息具有独特性、对活动控制有意义且与系统物理维度和行为模式相匹配。

信息的本质

信息理论在许多科学领域仍是强大工具，在运动技能领域也有应用。但信息理论中的“信息”主要指事件的稀缺性，是对系统无知程度的度量，且处理的是符号事件。在现代运动控制理论中，信息常以符号形式呈现，如运动程序以指令方