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Hoel说神经科学研究已经有证据支持过度契合大脑假说

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导读 为什么我们会做梦?这在科学界是一个有争议的话题。塔夫斯大学神经科学助理教授Erik Hoel受到用于训练深度神经网络的技术启发,描述了一种

为什么我们会做梦?这在科学界是一个有争议的话题。塔夫斯大学神经科学助理教授Erik Hoel受到用于训练深度神经网络的技术启发,描述了一种关于梦的新理论:过度契合大脑假说。在5月14日发表于Patterns的一篇综述中,研究人员描述了这一假说,认为梦的奇异性有助于大脑更好地概括人们的日常经历。

Hoel说:“关于我们为什么做梦,显然有很多理论。但我想让大家注意到一个非常严肃的关于梦的理论——梦的经历就是做梦的原因。”

当训练人工智能时,一个常见问题是,它变得过于熟悉其训练的数据——它开始假设训练集是可能遇到的任何东西的完美代表。数据科学家通过在数据中引入一些混乱来解决这个问题。在一种叫做“信号丢失”的正则方法中,有些数据被随机忽略。想象一下,如果一辆自动驾驶汽车的内部屏幕上突然出现了黑匣子:它能看到这个黑匣子,并专注于周围环境的总体细节,而不是具体的特定驾驶体验,可能会更好地理解驾驶的一般体验。

“深度神经网络的最初灵感来自大脑。”Hoel说。虽然将大脑与技术进行比较并不是什么新鲜事,但他解释说,深度神经网络与过度契合大脑假说有自然联系,“如果你看看正则深度学习中使用的技术,会发现这些技术与梦境有惊人的相似之处。”

考虑到这一点,新理论认为,梦恰好使我们对世界的理解不那么简单,而是更全面——因为我们的大脑,就像深层神经网络,也会变得过于熟悉日常生活中的“训练集”。Hoel认为,为了抵消这种熟悉感,大脑在梦中创造了一个世界的怪异版本,即大脑中“信号丢失”版本。他写道:“梦境与清醒体验的差异是非常奇怪的,这给了它们生物学功能。”

Hoel说,神经科学研究已经有证据支持过度契合大脑假说。例如,有研究表明,促使人们梦见现实生活中发生的事情的最可靠方法是,在醒着的时候重复执行一项新任务。他认为,当你在一项新任务上过度训练时,过度适应的情况就会被触发,大脑会试图通过创造梦境来概括这项任务。

但他认为,也可以通过研究来确定这是否为人们做梦的真正原因。他说,精心设计的行为测试可以区分概括和记忆,以及睡眠剥夺对两者的影响。

他感兴趣的另一个领域是“人造梦”。正是在思考电影、小说等虚构作品目的时,他提出了过度契合大脑假说。现在,他假设,小说或电视节目等外部刺激可以作为梦的“替代品”——它们甚至可以通过强调梦的本质(例如通过虚拟现实技术)帮助缓解睡眠剥夺的认知影响。

Hoel说,虽然可以在人工神经网络中简单地停止学习,但你不能在大脑中做到这一点。大脑总是在学习新东西——这就是过度契合大脑假说发挥作用的地方。“生活有时很无聊。”他说。“梦的存在是为了防止你变得过于适合这个世界的模式。”

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