《新认知神经科学》杂记

第一部分是发育问题，糊里糊涂看完之后，加强了我的一个（可能是错误的）想法：即使造出来类似人类智能的人工智能，也必须经过大量的环境交互，才能达到一定的认知水平。

但愿这个时间能短一点，不要20年（人的认知成熟的大概时间）。

ON GRANDMOTHER CELLS

The following points are made by Charles E. Connor (Nature 2005 435:1036):

1) "Grandmother cell" is a term coined by J. Y. Lettvin in the 1950s to
parody the simplistic notion that the brain has a separate neuron to detect
and represent every object (including one's grandmother)[1]. The phrase has
become a shorthand for invoking all of the overwhelming practical arguments
against a one-to-one object coding scheme[2]. No one wants to be accused of
believing in grandmother cells. But new work[3] describes a neuron in the
human brain that behaves like such a cell. Are vision scientists now forced
to drop their dismissive tone when discussing the neural representation of
matriarchs?

2) A more technical term for the grandmother issue is "sparseness". At
earlier stages in the brain's object-representation pathway, the neural code
for an object is a broad activity pattern distributed across a population of
neurons, each responsive to some discrete visual feature[4]. At later
processing stages, neurons become increasingly selective for combinations of
features[5], and the code becomes increasingly sparse -- that is, fewer
neurons are activated by a given stimulus, although the code is still
population-based. Sparseness has its advantages, especially for memory,
because compact coding maximizes total storage capacity, and some evidence
suggests that "sparsification" is a defining goal of visual information
processing. Grandmother cells are the theoretical limit of sparseness, where
the representation of an object is reduced to a single neuron.

Full Text at ScienceWeek
http://scienceweek.com/2005/sw050722-1.htm

网上有关祖母细胞的，文字比较浅显，有兴趣的看看

说新生儿的语言听力本来是世界性的（即能分辨各国语音），但在特定的语言环境中，经过特定的时间，最后只能分辨该语言了。这其实应该是个并不正确的说法。

新生儿并没有语言能力。也不存在接受世界性语言的说法。只是存在发展各种语言的潜在可能。接触语言的过程，也就是接受语言的过程。相关的神经细胞，有着一定的可塑性。随着一种语言的掌握，这种可塑性在减弱。接受一种语言，不是排斥其它语言，因为其它语言本来就没有接触过。当大脑的神经细胞，为一种语言建立起多层次的结构系统时，其它语言的进入，就不可避免地受原来的已经建立起来的语言系统的影响。

与此相类似的是对动物脸谱的识别。有人认为，婴儿可以识别同种动物不同个体的脸谱，而在长大之后，这种能力消失了。其实是婴儿对世界的认识中，如果有意识地让他看各种动物的脸谱，那他的有限认识世界，就会对这些个体的差别有着更深刻的印象。但长大后，人的不同脸谱，对个体的存在有着更重要的意义，大脑对人脸的处理会有更多神经元的参与。对已经不再重要的同种动物不同个体的差异，自然不会有太强的分别能力。

看上去这两种说法好象差不多。其实是不一样的。一个是说一张已经有着各种图案的画，因为其中一些图案的增强而削弱了其它图案的形象。而这里的解释是，本来是张白纸，在画的过程中带来了不同的图案效果。

文中的意思是说：婴儿原来能分辨各种语音，但过了一定阶段，例如2岁（大致，各人不同），就缺乏分辨能力（也许训练可以，但难度大大增加）。

假设来说，如果语言a辅音只有5种，另一种语言b辅音有10种，到了5岁，学习语言a的小孩，再学习语言b，就几乎无法分辨语言b的全部10种辅音。

关于白纸，根据我的认识：脑，当然不是白纸，框架已经搭好，但细节上有可塑性。这种可塑性，对于不同部位，成熟期是不同的。大致来说，初级的部位，成熟期越早，高级的部位，成熟期越迟，越长。以上面的语音听力来说，相对于语言的其它部分，如语法，就先成熟。听力成熟之后，加快了语音转化的速度，为下一步的语言学习打了基础。

为什么说不是一张白纸，而说框架已经打好？因为婴儿天生就适合学习语言，有了合适的环境，天生就会对语言的某些部分敏感，就会按部就班的学习语言。例如上面的语音学习，可以认识为是一种格式化，把语音进行分类。这种能力，动物应该是很弱的。

楼上虽然认识到可塑性的重要性，但有些忽视了先天能力的重要性。（我主要针对你的白纸的比喻）

［此帖子已被 remind_me 在 2005-7-25 9:41:55 编辑过］

这就是我们之间的不同认识。

本人以为，婴儿并不能分辨各种语音（注意，这不是指音谱，而是指声音的频率和时效相结合的语音）。大脑发育所建立的框架，不是一个成熟的框架，没有对各种语音的辨别。神经元之间的突触联系处于动态可变动时期。他得到什么语音，就建立起什么语音的模式，本来这些语音的模式并不存在于他的大脑之中。人的大脑，并没有象电脑那样的预设的程序。辨别的能力，是在构建中发展起来的。所以，用白纸的比喻更能反映问题。目前普遍认为的所谓婴儿有辨别各种语音能力的说法，没有什么实验和事实的依据，或者说，所进行的实验和观察没有更严格的设计与反证。

至于对音谱中的各种声音的辨别，只要在人类可接受的范围内，始终是存在的，只是敏感度的差异。如果某种声音长期没有刺激，那对这种声音的敏感度自然下降。

根据第16章和以前的知识，通过训练学习等，相应的大脑皮层会变大。如果切除某些部位，如手，相应的皮层可能会被周围的部位逐渐蚕食或完全瓜分。（好象也可能不会。）另外，如果是早期的某些异常，如失明，某些触觉会激活视觉区，而成年人失明不会（当然五十年后会不会不清楚）。因此，早期的皮层可塑性较大。

根据推理，训练后相应脑区扩大，会减少其它脑区的面积。因此，对其它的功能会影响，可能会削弱某些能力。部分试验验证了这个想法。

这些现象早已经被证实。但这能验证什么？证明新生儿天生有对各种语音的分辨能力？不能。反而证明大脑发展中的构建说法。

只是学习笔记而已。

呵呵，今天到网上看了一下书评，这本书真不是一般的难。连一个老外神经科学本科毕业也受不了，让别人别买这本书。

怪不得我感觉难度这么大，原来不是我水平差，呵呵。

另外，老外本科生水平也一般般啦，至少很少看论文。

补充一下上面，《对话》中的一些思想应该还是给了我一些潜在的影响，即使一下子回忆不起来。

今天差不多看完了关于F5的一章。大致是说的是premoter 区的特性。首先，作者把其功能从motion 改为 action ，认为其表示了一个动作词典，词典包含“抓，撕，reach”等动作，也包含“抓”中间不同的动作（例如两个手指的，几个手指的等等），还包含具体的手指的动作。另外，在延迟动作情况下，即使还没有开始实际动作，F5的相应动作的神经元还是保持活动。

第二，F5的区域除了动作，还有一种是mirror（镜像）。即不仅是自己动作时，而且是观察到别人相应动作时，会有活动。这个著名的 mirror neuron，据说是社会认知的一个基础。

这真是让人产生丰富联想的一章