人大脑的神经元 注意是靠对其它操作抑制实现的

来源: marketreflections 于 2009-06-24 13:23:32 [] [博客] [旧帖] [给我悄悄话] 阅读数 : (17178 bytes)
回答: Prieur du Plessis: fundemental 由 marketreflections 于 2009-05-03 16:37:45

http://www.swarmagents.cn/bs/forum/viewblog.asp?id=7508&UrlTail=%40author*jake%40amp%3Bauthortype*0

讨论一个有关“注意”的问题
jake 发表于 2008-1-15 12:38:02
人类意识的一大特性就是具有一个集中的注意力。在每个时间点，你的注意力基本上只能关注一件事物（抛开各种潜意识的讨论不说）。那么这种注意机制是如何完成的呢？



我觉得这种注意机制的一个例子是人类的视觉系统，虽然呈现在我们眼前的是一个很大的二维图景，但是我们只能盯住这其中的一小部分观察。还有就是读书的例子，我们必须一个字或者几个字几个字的看书，这显然是一种串行的系统。不知道rui老在模拟意识的时候是如何考虑这种“注意”问题的？

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　　1 陶莉慧 于 2008-1-15 21:17:00 回复：讨论一个有关“注意”的问题 △TOP




>jake在讨论一个有关“注意”的问题中写道：
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人类意识的一大特性就是具有一个集中的注意力。在每个时间点，你的注意力基本上只能关注一件事物（抛开各种潜意识的讨论不说）。那么这种注意机制是如何完成的呢？



我觉得这种注意机制的一个例子是人类的视觉系统，虽然呈现在我们眼前的是一个很大的二维图景，但是我们只能盯住这其中的一小部分观察。还有就是读书的例子，我们必须一个字或者几个字几个字的看书，这显然是一种串行的系统。不知道rui老在模拟意识的时候是如何考虑这种“注意”问题的？



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1.记忆存储，经验存储。



2.有价值的记忆优先存储和调用。



3.逐个观察眼前的景物



4.把景物与优先调用记忆匹配，匹配程度大的，观察停留时间较长，匹配程度小的，时间较短（甚至大多接近0，即忽略掉。）







以上是基本算法。



为了提高效率，还用了层层筛选法。比如首先关注的是最吸引（匹配程度最大的）的景物，其他次吸引的一律观察时间变零。然后再从变零的这些次吸引景物里选取最大的，以此类推。总之是个很简单的算法。







至于说二维转三维、模式匹配等等又各自有算法和学科。一般来说，大脑运用这些算法都非常自如，流畅，流畅到我们难以察觉。







更多讨论和交流，请加入集智QQ群：18039084，放下学术架子，去掉用MSN的伪小资酸腐气，像水滴一样融入到大海中来吧！

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　　2 lavasy 于 2008-1-19 13:02:59 回复：讨论一个有关“注意”的问题 △TOP

注意力有两个很明显的特征，一个是选择性，一个是可分散性。jake说的视觉图景和看书，是很好的说明选择性的例子。可是就此下结论说注意力是个串行系统，我有点不同意。比如你一边看我的帖一边听歌，可以把注意力同时放在视觉和听觉上，这时信息的处理就应该是并行的。其实说完全串行或者完全并行都有点武断，也许两者的结合才更接近事实。还是那个看书的例子，尽管我们是几个字几个字地看，可是要流畅地阅读并理解，就必须短暂地记住刚刚读过的上文。那么，假设阅读信息是一批一批地串行处理的（比如正在读的加上短暂记住的上文为一批），每一批的各个小部分（正在读的和短暂记住的）则是并行处理的。



说到模拟意识的算法，我想得考虑注意力的另外两个特征：从上至下和从下至上的信息传递。注意力可以理解为对外界输入的某一部分进行优先处理。从上至下指的是主体主动地把优先权赋予被注意的对象；从下至上指的是外界输入具有某些特性来夺取这个优先权（就是通常说的“吸引人的眼球”）。jake的例子是很好的从上至下的例子，人们可以主动地把注意力集中在某个事物上。我来补充一个从下至上的例子：



给你这样一幅图



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每个视觉正常的人都能立刻发现那条竖线的存在，不管之前他的注意力放在哪个位置。那条线就像自动“跳出来”一样，夺取了人的注意。



关于这种双向的信息传递，在大脑皮层的网络研究中，已经有人提出了一些模型。比如戴西蒙（Desimone）对视觉皮层中神经元脉冲进行监测，提出了偏向性竞争（bias competition）的假说。简单说就是大脑的认知区域向下发出信号，调节视觉区域的灵敏程度；当视野中出现目标时，视觉区域处理相应位置图像的神经元由于事先受到调节，就更容易在和其他位置神经元的竞争中胜出，把这部分视觉信号向上传输到认知区域。双向信息的结合共同完成了注意力对图像的选择性处理。



至于在人工智能和神经网络领域的注意力模拟，俺搬凳子等着听~~胡乱地猜一下，backpropagation之类是不是挺有用的呢？



>jake在讨论一个有关“注意”的问题中写道：
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人类意识的一大特性就是具有一个集中的注意力。在每个时间点，你的注意力基本上只能关注一件事物（抛开各种潜意识的讨论不说）。那么这种注意机制是如何完成的呢？



我觉得这种注意机制的一个例子是人类的视觉系统，虽然呈现在我们眼前的是一个很大的二维图景，但是我们只能盯住这其中的一小部分观察。还有就是读书的例子，我们必须一个字或者几个字几个字的看书，这显然是一种串行的系统。不知道rui老在模拟意识的时候是如何考虑这种“注意”问题的？



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　　3 ivorytower 于 2008-1-20 20:47:08 回复：讨论一个有关“注意”的问题 △TOP


jake,你好。我是群里看到你发的2008 Complex Systems Summer Schools 消息，很感谢。



真遗憾，我比较拖拖拉拉，当时只是大概看了一下该消息，十分激动，觉得十分具有价值，打算等忙完了事情再说，直到今天，准备办这个事情，发现早就过了截至日期，心中十分痛苦，真的，多么好的学习机会让我错过了，真的好痛苦。凭直觉，你已经搞定了，所以十分请求你能把资源与我共享，十分感激，十分想向您这个高人学习，如果可能能否告诉我你的联系方式，我email : ivorytower@emails.bjut.edu.cn

>jake在讨论一个有关“注意”的问题中写道：
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人类意识的一大特性就是具有一个集中的注意力。在每个时间点，你的注意力基本上只能关注一件事物（抛开各种潜意识的讨论不说）。那么这种注意机制是如何完成的呢？



我觉得这种注意机制的一个例子是人类的视觉系统，虽然呈现在我们眼前的是一个很大的二维图景，但是我们只能盯住这其中的一小部分观察。还有就是读书的例子，我们必须一个字或者几个字几个字的看书，这显然是一种串行的系统。不知道rui老在模拟意识的时候是如何考虑这种“注意”问题的？

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　　4 ruiaijun 于 2008-2-19 11:34:49 回复：讨论一个有关“注意”的问题 △TOP

　　我反对“人类意识的一大特性就是具有一个集中的注意力。”这个说法。



　　这个说法最为权威的，来自诺贝尔奖获得者，生物学大师克里克。但是他在“惊人的假说”中也说，这个观点是他以前的心理学家提出的假说。既是假说，就不必那它当成一回事，郑重其事的讨论。



　　人大脑的神经元，其本来的工作状态是并行的。并行操作，意味着是不必注意的。但是当各种操作在某个部位共同要求相应时，例如很多操作都要求一只手进行动作时，只能对一个操作要求进行相应，对其它操作要求进行抑制（相当于计算机对中断请求的屏蔽）。于是便产生了注意。注意是靠对其它操作抑制实现的。



　　因此，注意的实质是对并行操作产生的瓶颈的一种特殊处理（串行会产生瓶颈，并行也会产生瓶颈）。它不是大脑工作的本质，也不是意识的特性。



　　实际上，你说的“在每个时间点，你的注意力基本上只能关注一件事物”也与事实不符。人在绝大多数情况下，在每个时间点，是可以关注多个事物的。这与计算机用串行操作模拟并行操作是截然不同的。只是有时在关注多事物的时候，对一个事物多关注一些就是了。



　　比如你一边思考，一边在键盘上敲出字符。就要关注多个事物。虽然思考的问题与打出的字有关联，但是它们毕竟是两个不同的操作。如果你对打出字符不熟悉（例如你不会拼音），你即便想出来词句，手指也敲不出来。如果你对打字很熟，但是思考一个自己不了解的问题。你还是不能不停地边思考边打。这表明，表面看“思考与打字”是一个事物的，实际仍然是两个不同事物。只是你通常把它们混淆为一个事物而已。



　　我以为带着对注意的错误观察，很难讨论好注意！





>jake在讨论一个有关“注意”的问题中写道：
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人类意识的一大特性就是具有一个集中的注意力。在每个时间点，你的注意力基本上只能关注一件事物（抛开各种潜意识的讨论不说）。那么这种注意机制是如何完成的呢？

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　　5 jake 于 2008-2-20 11:16:05 回复：讨论一个有关“注意”的问题 △TOP

我知道你反对这样一种集中的注意力的观点，因为这本质上是早期的符号学派AI的观点。而你的出发点是并行的。



其实我的问题的本质是说按照并行处理的观点是如何产生“拟串行”的？即我们看起来的“在某一时刻智能作一种主要的事情”



即按你的说法就是并行操作是如何处理瓶颈的？也就是一大堆并行运作的神经元如何在一起表现出“类串行”的行为？注意我这里的“类”表明了注意不过是一种表象，而不是本质。但是我的问题是，你如何用纯粹并行的方法创造出这样的表象？


>ruiaijun在回复：讨论一个有关“注意”的问题中写道：
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　　我反对“人类意识的一大特性就是具有一个集中的注意力。”这个说法。



　　这个说法最为权威的，来自诺贝尔奖获得者，生物学大师克里克。但是他在“惊人的假说”中也说，这个观点是他以前的心理学家提出的假说。既是假说，就不必那它当成一回事，郑重其事的讨论。



　　人大脑的神经元，其本来的工作状态是并行的。并行操作，意味着是不必注意的。但是当各种操作在某个部位共同要求相应时，例如很多操作都要求一只手进行动作时，只能对一个操作要求进行相应，对其它操作要求进行抑制（相当于计算机对中断请求的屏蔽）。于是便产生了注意。注意是靠对其它操作抑制实现的。



　　因此，注意的实质是对并行操作产生的瓶颈的一种特殊处理（串行会产生瓶颈，并行也会产生瓶颈）。它不是大脑工作的本质，也不是意识的特性。



　　实际上，你说的“在每个时间点，你的注意力基本上只能关注一件事物”也与事实不符。人在绝大多数情况下，在每个时间点，是可以关注多个事物的。这与计算机用串行操作模拟并行操作是截然不同的。只是有时在关注多事物的时候，对一个事物多关注一些就是了。



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　　6 ruiaijun 于 2008-2-25 5:08:22 回复：讨论一个有关“注意”的问题 △TOP

　　注意的产生来源于大脑对并行操作的“抑制”。



　　大脑神经细胞在接受刺激后，使很多神经元都处于兴奋（活跃）状态，再通过反射链使得更多的相关的神经元兴奋起来，就构成了大脑几万神经元的并行操作。在并行活动出现交流（通讯）瓶颈时，大脑就对一些兴奋的神经元进行抑制。生物学已经发现大脑中有大量起抑制作用的神经元，它们的作用就是抑制多余的兴奋神经元，使并行操作转入“类串行”操作状态。抑制活动产生后，剩余兴奋的神经元的工作，就是我们感觉到的注意状态。



　　由于大脑本质是并行操作的，因此大脑对已经兴奋的神经元的抑制是不强烈的。因此“控制注意力”就成为一个人类个体需要掌握的东西。而“注意力分散”之所以经常发生，少年们往往受注意力不能集中的影响，也在于大脑“抑制功能”具有先天的局限性。



　　而合理地利用“注意力本质是分散的”的这个特点，训练“一心多用”的学习方式，也就成为一些天才，一些成功人士，智力强于普通人一个重要原因。





>jake在回复：讨论一个有关“注意”的问题中写道：
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　　即按你的说法就是并行操作是如何处理瓶颈的？也就是一大堆并行运作的神经元如何在一起表现出“类串行”的行为？注意我这里的“类”表明了注意不过是一种表象，而不是本质。但是我的问题是，你如何用纯粹并行的方法创造出这样的表象？


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　　7 ruiaijun 于 2008-2-26 9:30:44 回复：讨论一个有关“注意”的问题 △TOP

　　我在设计模拟意识程序时，并不考虑注意力问题。我在“如何设计模拟意识程序”主题里已经明确地指出，模拟意识的核心是一个大的存储区（意识存储区）和它的读写程序。我认为有这个存储区代替人担任系统软件的监视控制工作，就已经构成对意识的模拟。



　　模拟意识对系统全部软件的控制也是并行的，它并不需要注意。但是当意识在控制中需要排除并行操作的混乱，有条理的关注一件事的时候，它就会调用系统感觉部分的注意机制，使系统集中精力做一件事。


>jake在讨论一个有关“注意”的问题中写道：
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　　不知道rui老在模拟意识的时候是如何考虑这种“注意”问题的？

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　　8 ruiaijun 于 2008-2-26 9:42:09 回复：讨论一个有关“注意”的问题 △TOP

　　视觉本身不是意识，它是感觉系统。注意机制是感觉系统的自然属性，是先天的能力。



　　但是你的描述不是事实。当我们面前出现一个大的三维（注意，是三维，不是二维）景象时，我们既可以盯住一小部分，也可以看到全景。这在心理学中叫做注意的集中和注意的分配。当注意分配到全图景时，注意力是不存在的，注意是分散的。



　　当我们读书时，既可以以各自以各自的读，但那是一种低效的阅读方式。我们还可以一目十行，那是一种高效的阅读。也是一种并行视觉操作。我从小就养成一目十行的习惯，后来也发表过关于训练一目十行的文章。你如果需要也可以给你一份。那是一种合理分配注意（即注意力不集中）的阅读技巧。



　　就是我们思考问题，也可以多问题同时思考。我也有实践经验和相关文章。


>jake在讨论一个有关“注意”的问题中写道：
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　　我觉得这种注意机制的一个例子是人类的视觉系统，虽然呈现在我们眼前的是一个很大的二维图景，但是我们只能盯住这其中的一小部分观察。还有就是读书的例子，我们必须一个字或者几个字几个字的看书，这显然是一种串行的系统。

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　　9 ruiaijun 于 2008-2-26 9:44:53 回复：讨论一个有关“注意”的问题 △TOP

　　这位网友的意见非常好！


>lavasy在回复：讨论一个有关“注意”的问题中写道：
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　　注意力有两个很明显的特征，一个是选择性，一个是可分散性。jake说的视觉图景和看书，是很好的说明选择性的例子。可是就此下结论说注意力是个串行系统，我有点不同意。比如你一边看我的帖一边听歌，可以把注意力同时放在视觉和听觉上，这时信息的处理就应该是并行的。其实说完全串行或者完全并行都有点武断，也许两者的结合才更接近事实。还是那个看书的例子，尽管我们是几个字几个字地看，可是要流畅地阅读并理解，就必须短暂地记住刚刚读过的上文。那么，假设阅读信息是一批一批地串行处理的（比如正在读的加上短暂记住的上文为一批），每一批的各个小部分（正在读的和短暂记住的）则是并行处理的。

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　　10 ruiaijun 于 2008-2-27 11:37:25 回复：讨论一个有关“注意”的问题 △TOP

　　在行为主义统治心理学的时代，意识的研究被划为禁区，少数心理学家研究意识，由于缺少实验依据，只能胡猜瞎想。意识的本质是注意，意识不过是注意等提法就在这种情况下产生。



　　克里克先生虽然是诺贝尔奖金级别的生物学大师，他从生物学角度想象意识，但是毕竟隔行如隔山，他也只能从心理学中检起“意识是注意”这个破玩意儿来说事。



　　我在本网已经发出了“反射与非线性动力学的吸引子”疑问，其中论述了不可能由神经网络讨论出智能来。当然也不能讨论出意识来。因此克里克大师也是在“乱点鸳鸯谱”。

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　　11 ruiaijun 于 2008-2-28 10:13:30 回复：讨论一个有关“注意”的问题 △TOP



　　要搞清意识与注意的关系，应该进行实验证明。但是目前很多有关心理学实验，都是以“注意属于意识，意识就是注意”为前提的。



　　这样，这些心理学实验，就是有前提诱导的实验，实验结果也是不做数的。

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　　12 ruiaijun 于 2008-2-28 10:15:08 回复：讨论一个有关“注意”的问题 △TOP



　　我们在隔离意识的情况下，如果能够观测到注意的现象发生，那么注意就不是意识的属性。



　　用什么方法把意识隔离起来呢？有几种方式，但是都存在着争议。



　　第一种是让被试处于睡眠状态。一般认为，睡眠时，是意识的休息状态，意识不起作用。此时测试被试有无注意。就可以确定“注意”是否属于只属于“意识”。



　　第二种方式是让被试集中精力关注一件事情，即把意识与注意结合在一起。检测新的注意是否能够发生，并且不会影响对原来事物的注意。如果能够，则表明“注意”并不是意识的属性。



　　第三种方式是让被试经过训练，进入气功的入境的状态。气功入境时，意识基本与感觉器官隔离。也可以在此状态下，检测注意与意识的关系。


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　　13 ruiaijun 于 2008-2-29 13:27:09 回复：讨论一个有关“注意”的问题 △TOP

　　第一种情况，有些人认为睡眠是意识也在活动。因此不能作为依据。



　　第三种情况，有些人排斥对气功是意识状态的研究。因此作为依据也困难。



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