分析顯示,神經活動可以分成不同的功能群組或「子空間」,分別參與刺激處理和記憶維持。
其中,前額葉皮層有些群組在第一段延遲期間負責維持感官記憶;到了之後的延遲期間,這些群組則可以轉為維持行動計劃。換句話說,神經元群組似乎不是固定只代表某一種內容,而是可以用同一種計算方式處理不同資訊。
後頂葉皮層呈現出另一種模式。當中的群組相對較為專門化,較持續地參與某類資訊,未有以同樣方式在感官記憶和行動計劃之間切換。前額葉的可重用性與後頂葉的專門化,可能反映兩個腦區之間不同的分工。
研究人員其後訓練人工循環神經網絡(recurrent neural network,RNN)處理類似任務。這類網絡會將過去的活動狀態帶入下一個時間點,因此適合模擬需要暫存資訊的任務。
經過訓練後,人工網絡亦發展出相應的模組化組織:部分功能群組可以在不同計算工作之間重用。研究中對特定群組進行「靜音」處理時,會影響相應的計算功能。
這個結果不代表人工網絡與小鼠大腦完全一樣,但支持一個可能性:可重用的模組並不只是小鼠神經活動的偶然特徵,而可能是處理這類任務時具有計算效益的解決方案。
這種架構支持「組合式認知」的概念。大腦可以把已經學會的基本操作重新組合,再套用到新任務,而不是每次都由零開始學習。
理論上,這樣做可以提高學習效率:大腦只需要改變積木的組合方式,或者改變某個模組所承載的資訊,就有機會較快掌握相關的新任務。
它亦可能有助解釋人類點解能夠快速在不同任務、規則、記憶和計劃之間轉換。對人工智能而言,這種可重用架構亦是一個設計方向,因為現時不少AI系統面對相關但不完全相同的新任務時,仍可能需要大量再訓練。
不過,研究結果不應被解讀為已經完整揭示人類靈活思考的機制。小鼠實驗主要是相關性證據:研究人員觀察到與神經元群組重新分工一致的活動模式,但仍未證明任何一個群組是直接造成相關行為的原因。
研究團隊計劃進行因果實驗,在任務的特定時段選擇性干預或操控已識別的前額葉神經元群組,檢查同一群神經元是否真的會由維持感官記憶,轉為維持行動計劃。
關鍵預測是:如果在不同時間點干擾同一個群組,應該會分別損害不同的資訊功能。例如,在第一段延遲期間干擾,可能影響聲音記憶;在後一段延遲期間干擾,則可能影響行動計劃。不過,現有資料未有提供足夠細節,說明實驗會採用哪一種具體干預方法,或何時進行。
現有來源未有足夠證據確認這項MIT與普林斯頓研究的具體資金來源。部分資料提到美國國家情報總監辦公室及美國國立衛生研究院,但該資金聲明是針對另一項小鼠腦連接組研究,不能直接套用到今次研究。
另外,相關研究資料亦需要留意其發表狀態:所提供的PubMed資料將其中一份工作標示為預印本,代表尚未經期刊同行評審。
分析顯示,神經活動可以分成不同的功能群組或「子空間」,分別參與刺激處理和記憶維持。
其中,前額葉皮層有些群組在第一段延遲期間負責維持感官記憶;到了之後的延遲期間,這些群組則可以轉為維持行動計劃。換句話說,神經元群組似乎不是固定只代表某一種內容,而是可以用同一種計算方式處理不同資訊。
後頂葉皮層呈現出另一種模式。當中的群組相對較為專門化,較持續地參與某類資訊,未有以同樣方式在感官記憶和行動計劃之間切換。前額葉的可重用性與後頂葉的專門化,可能反映兩個腦區之間不同的分工。
研究人員其後訓練人工循環神經網絡(recurrent neural network,RNN)處理類似任務。這類網絡會將過去的活動狀態帶入下一個時間點,因此適合模擬需要暫存資訊的任務。
經過訓練後,人工網絡亦發展出相應的模組化組織:部分功能群組可以在不同計算工作之間重用。研究中對特定群組進行「靜音」處理時,會影響相應的計算功能。
這個結果不代表人工網絡與小鼠大腦完全一樣,但支持一個可能性:可重用的模組並不只是小鼠神經活動的偶然特徵,而可能是處理這類任務時具有計算效益的解決方案。
這種架構支持「組合式認知」的概念。大腦可以把已經學會的基本操作重新組合,再套用到新任務,而不是每次都由零開始學習。
理論上,這樣做可以提高學習效率:大腦只需要改變積木的組合方式,或者改變某個模組所承載的資訊,就有機會較快掌握相關的新任務。
它亦可能有助解釋人類點解能夠快速在不同任務、規則、記憶和計劃之間轉換。對人工智能而言,這種可重用架構亦是一個設計方向,因為現時不少AI系統面對相關但不完全相同的新任務時,仍可能需要大量再訓練。
不過,研究結果不應被解讀為已經完整揭示人類靈活思考的機制。小鼠實驗主要是相關性證據:研究人員觀察到與神經元群組重新分工一致的活動模式,但仍未證明任何一個群組是直接造成相關行為的原因。
研究團隊計劃進行因果實驗,在任務的特定時段選擇性干預或操控已識別的前額葉神經元群組,檢查同一群神經元是否真的會由維持感官記憶,轉為維持行動計劃。
關鍵預測是:如果在不同時間點干擾同一個群組,應該會分別損害不同的資訊功能。例如,在第一段延遲期間干擾,可能影響聲音記憶;在後一段延遲期間干擾,則可能影響行動計劃。不過,現有資料未有提供足夠細節,說明實驗會採用哪一種具體干預方法,或何時進行。
現有來源未有足夠證據確認這項MIT與普林斯頓研究的具體資金來源。部分資料提到美國國家情報總監辦公室及美國國立衛生研究院,但該資金聲明是針對另一項小鼠腦連接組研究,不能直接套用到今次研究。
另外,相關研究資料亦需要留意其發表狀態:所提供的PubMed資料將其中一份工作標示為預印本,代表尚未經期刊同行評審。