《智能时代》(6) 大脑是如何学习的

学习的本质

在你的客厅，看着一个窗口，即使这时你的眼睛只不过正在注视着窗户的一个“插销”而已。大脑皮层的高层区域正维持着关于你家的表征，而较低区域则维护着房间的表征，再低的则维护着窗户的表征。那么如何理解序列？比如我们走路和开车的时候，这一连串动作，我们都是无意识完成的。而这一连串的动作可以理解成为一个序列已经存储在我们大脑的某个区域，当我们开始或者走路是，会激活这部分脑区中的序列记忆。在大脑皮层的各区域中，自下而上的分类和自上而下的序列不断交互和变化，贯穿始终。这是学习的本质。

大脑皮层的设计和学习方法和我们现实世界的层级关系非常类似，我们每个人所了解和感受到的世界是很小的一部分，每个群体和民族有自己的文化认同和群体意识，我们所看到和感觉到的世界有自己相对稳定的认知，和大脑各区域具有恒定表征类似。而每个组织甚至国家，他们在更大的范围里了解整个世界的全貌。不仅是我们世界的组成方式有层级结构，在自然界也同样普遍存在着这样的层级关系，树木构成森林、石头和泥土构成小山等都是这样的层级结构。

信息在大脑皮层体系上下流动的过程中，记忆和用名字表征序列的方式可能会让你联想起军事指挥的等级结构。最高将领说：“部队转移到佛罗里达州过冬。”这个简单的高层指令在沿着等级结构向下传达的过程中逐步展开成更详细的指令。将军的部下会将命令分解为若干步骤，例如准备离开、向佛罗里达州转移，以及准备到达。而其中每个步骤又会进一步分解，让下级执行。在最底层，成千上万的士兵执行成千上万的行动指令，最终完成了部队转移。每一层的执行情况都会形成报告，汇报给上级。在向上逐层汇报的过程中，报告不断汇总精简，直到最高层将领收到的每日简报称：“向佛罗里达州转移行动一切顺利。”将军不会得到行动的任何细节。

大脑的学习也是会循序渐进，当大脑高层区域对某一序列模型识别之后，这边会形成我们的记忆表征并逐级下移，然后高级区域如IT区域就会空闲下来，去学习识别其他的序列模型。比如某方面专家就因为储备了大量的记忆表征，所以能非常快速识别出问题或者找到某个问题的解决方案。

大脑的其他组织

在大脑皮层下发，有三个与皮层交互的组织：基底核、小脑和海马体。它们都先于脑皮层被进化出来，基底核是原始的运动系统，小脑是负责学习时间间精确的时间关系，而海马体则存储与特定事件与地点有关的记忆。海马体也是形成新记忆的一个关键组织，如果失去了左右两个海马体的人短期内看起来正常的，但是实际上无法记住新的东西。作者一开始并没有对这三个组织进行大量研究，因为作者认为这三个组织功能很大程度上已经被大脑皮层替代。但后来作者研究发现，海马体占据了大脑皮层的金字塔顶端，它擅长快速记忆所看到的任何模式，并能快速识别出是否是新事物。

自此，我们对大脑整个工作原理进行了大概的讲解，大脑是一个庞大而复杂的多层记忆系统，它拥有多层结构，数十亿个神经元和数万亿个突触，我们的生命、信念、语言等都能被记忆在数万亿个微小的突触中。