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天天观天下!你的大脑是一台永远活跃的预测机器


(资料图片)

这与最近关于我们大脑如何工作的理论一致:它是一个预测机器,它不断地将我们拾取的感觉信息(如图像、声音和语言)与内部预测进行比较。“这种理论思想在神经科学中非常流行,但现有的证据通常是间接的,并且仅限于人工情况,”主要作者 Micha Heilbron 说。“我真的很想准确地了解它是如何工作的,并在不同的情况下对其进行测试。”

Heilbron 透露,对这种现象的大脑研究通常是在人工环境中进行的。为了唤起预测,参与者被要求盯着一个移动点的模式半小时,或者听简单的模式,比如“哔哔哔,哔哔哔”。

“这类研究确实表明我们的大脑可以做出预测,但并不是说这也总是发生在日常生活的复杂性中。我们正试图将其从实验室环境中剔除。我们正在研究相同类型的现象,大脑如何处理意想不到的信息,但在自然情况下是不可预测的。”

海明威和福尔摩斯

研究人员分析了听海明威或福尔摩斯故事的人的大脑活动。同时,他们使用计算机模型分析书籍的文本,即所谓的深度神经网络。通过这种方式,他们能够计算出每个单词的不可预测性。

对于每个单词或声音,大脑都会做出详细的统计预期,结果证明对不可预测的程度极为敏感:每当上下文中出现意外的单词时,大脑的反应就会更强。“就其本身而言,这并不令人惊讶:毕竟,每个人都知道你有时可以预测即将到来的语言。例如,你的大脑有时会自动"填补空白"并在精神上完成别人的句子,例如当他们开始说话时“非常缓慢,口吃或无法想到一个词。但我们在这里展示的是这种情况不断发生。我们的大脑不断地猜测单词;预测机器总是打开的。”

听有声读物时记录的大脑对不同程度的语言意外的反应。研究人员量化了大脑反应是如何受到句法类别(红色)、词义(蓝色)和单个语音(绿色)的意外调节的。这揭示了脑电图(左栏)和 MEG 实验(右栏)中可分离的大脑反应,在空间和时间上。这表明大脑在多个抽象层次上自发地预测即将到来的语言。线表示随时间变化的平均效应(系数);阴影区域表示自举标准误差 (EEG) 或绝对偏差 (MEG)。带有星号的突出显示区域表示 EEG 参与者中具

“事实上,我们的大脑所做的事情可以与语音识别软件相媲美。使用人工智能的语音识别器也在不断地做出预测,并让自己被他们的期望所引导,就像你手机上的自动完成功能一样。不过,我们观察到一个很大的区别:大脑不仅预测单词,而且在许多不同的层面上做出预测,从抽象意义和语法到特定的声音。”

标签: 福尔摩斯 研究人员 语音识别 神经网络

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