神经科学推动人工智能的快速发展

人工智能程序AlphaGo与韩国围棋选手李世石的对决并取得胜利,使全世界的人都开始关注“人工智能”这项高科学技术。随后,微软、苹果、谷歌、百度、腾讯、阿里等互联网公司更是纷纷加速了对人工智能的投入研究。人工智能是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学,简言之,就是利用计算机算法模拟人的大脑。归根到底是对人类大脑的研究,而最早的研究人类大脑的一门学科是神经科学。神经科学不是研究模拟大脑的思维方式,而是直接研究大脑思考时的运行机理。


人类的任何一种认知行为都是受大脑所控制的,并且主要是由大脑皮层的中央、额叶、顶区、颞叶以及枕叶五大功能区域共同作用的结果。人的行为认知指的是,当面对一件物品一件事情时的态度做法。传统的研究方法主要是利用问卷调查,但这种方法往往会受到外界环境因素的影响。神经科学的研究方法能够直接客观的得到大脑的思维表现,使结果更加客观准确。神经科学的研究方法

神经科学的主要研究方法是脑成像,这其中又包括功能型核磁共振(fMRI),脑电图(EEG)分析法,脑磁图(MEG)。目前功能性核磁共振技术因为其结果的直观性是在纯心理学甚至经济研究中最为常见的工具。fMRI是通过核磁共振扫描仪检测神经活动影响的大脑区域血液中氧含量水平的变动情况并将其图像化出来从而直接可以观察到不同大脑区域的活动状态。脑电图和脑磁图测量的都是大脑活动在头皮上的反应,只是前者通过电极而后者通过敏感探测器进行检测。这三种工具存在不同的优缺点如下图所示,必须根据不同的研究目的进行工具的选择。

神经科学在实际生活中的应用

1、在营销学中的研究应用——品牌文化打败味觉

在我们的传统认知中,一直认为产品本身决定市场的份额。但是在“百事挑战”的案例中,这种认知却被证明是错误的。上个世纪80年代,百事可乐与可口可乐的市场份额虽然相差不多,但却一直少于可口可乐。为此,百事公司进行了实验调查,他们随意选取被试人群,让他们尝试两杯没有贴标签的可乐,其中一杯装的是百事可乐,一杯装的可口可乐,然后选择喜欢哪一杯。接着,工作人员会告诉你哪杯是百事哪杯是可口可乐,这样测试者就可以知道他们更喜欢哪个。结果,57%的人选百事,43%选可口可乐。盲测的结果百事的味道比可口可乐好,但为什么选择可口可乐的人还是多过选择百事的人呢?

20年后,神经学家ReadMontague利用功能性核磁共振造影(fMRI)发现了其中的缘由,他利用机器观察大脑的活动,追踪血液在大脑各个部位的流向。结果显示,在不告诉实验者摆在面前的两杯可乐是哪个品牌的盲喝阶段,检测被试多巴胺的变化情况。结果,喝百事可乐时实验者激活的多巴胺回路是可口可乐的5倍,这说明百事的口味的确好。不过在告知被试品牌的明喝阶段,研究者发现,实验者喝下可口可乐的时候,大脑有个系统的海马激活了,前额叶也激活了,四分之三的人大脑血液流向表明更喜欢可口可乐,可口可乐这四个字令大脑内侧前额叶皮质区域(大脑控制高等思维的部分)的神经元产生极活跃的情形。核磁共振的最终结果是,可口可乐胜出,由此可见,味道并不是最重要的因素,而是神经对某个品牌的反应程度,当听到或看到可口可乐的品牌时,大脑正通过广告回忆起品牌形象和概念,而这时品牌的影响就超越了产品本身。

2、在医学中中的应用——有效诊断小儿癫痫

小儿癫痫俗称“羊儿风”,是小儿时期常见的神经系统慢性疾病,患病率为3‰~6‰。癫痫是由多种病因导致的脑细胞群异常的同步放电,引起突然的发作性的一过性的脑功能障碍,大多与遗传有关,因此也称作隐源性癫痫或遗传性癫痫。脑电图是诊断癫痫最为重要的检查手段,是用电极与记录仪将脑细胞发出的生物电记录下来,其原理与方法类似心电图,对人体无任何伤害。脑电图在癫痫患儿可以记录到异常放电现象,在医学上称为癫痫波发放或癫痫样放电,这种异常的放电现象可以发生在癫痫发作的时候,也可以出现在癫痫发作的间期,主要表现为棘波、尖波、棘-慢波、尖-慢波、多棘波等。脑电图对于癫痫的诊断与分类具有非常重要的作用,如失神性发作,脑电图呈全导每秒3Hz的棘-慢复合波,Lennox-Gastaut综合征发作间期的脑电图可呈现为2~2.5Hz的慢棘-慢波和多棘-慢波,婴儿痉挛症的患儿脑电图有“高幅失律”表现。

小儿癫痫并不是不可治愈的,随着医疗水平的提高,约80%的患儿通过治疗可以让病情得到控制,其中50%的患儿治疗停药后可终身不发作。通过提前诊断,提前治疗可以加大治愈的几率,切不可讳疾忌医。

3、在社会学中的应用——潜意识中的种族歧视

世界上总共有白种人、黄种人以及黑种人三种,因为不同种族存在,种族歧视则不可避免的存在着,有些人很直接的表现出来对非自己人种的歧视,有些人也明确表示不对任何人歧视。那么,是不是结果就正如自己认为的呢,答案是否定的。

2006年,阿莫迪奥和同事派翠西德文请150名白人大学生给许多词语分类。类别包括令人愉悦的词语(如平静、天堂、荣誉)或令人不悦的词语(如癌症、呕吐、贫穷),智力相关的词语(如数学、聪明的、科学家)或体育相关的词语(如篮球、敏捷的、舞蹈)。在每个归类任务开始前,研究对象都会看见一张白人或黑人的脸庞。结果显示,被试大部分在看到黑人脸孔后,较快的归类了令人不悦的以及体育相关的词语;而看到白人脸孔后,则较快的归类了令人愉快的以及智力相关的词语,隐性偏见在结果中展露无遗。所以,大脑里究竟发生了什么,利用核磁共振成像发现,当被试看到他族人群的脸庞时,大脑的杏仁核部分会活跃起来,而这部分与恐惧适应学习有关。就像是小白鼠明白听到特定的铃声时,变灰受到一次电击。而我们的文化里充斥着与种族相关的各种刻板印象,所以对于跟我们长相差异的人,就会“学习”到不准确和充满偏见的信息,杏仁核就会高速运行。

尾声

虽然李世石输给了AlphaGo,但是这并不能说明人类输给了机器,机器只是模仿了人类最理性的思维模式,而人类有喜怒哀乐的情绪。正是因为情绪的存在,塔会影响人的思考方式,在战败的情况下,不能沉着应战。反过来想,因为我们人类有各种情感,而机器是永远不能模仿的,这也注定机器不能战胜人类,它只能是我们不断研究新技术的工具。


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