Cell深入研究人類的「經驗之談」

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當我們面對一個新事物或新體驗，且對關於它的知識儲備信息量很少時，我們特別善於利用過去的經驗概括以做出廣泛的假設。

近日，在一項新的研究中，來自英國牛津大學、倫敦大學學院（UCL）和DeepMind的科學家團隊研究了這些抽象的知識是如何影響我們對待新事物或新體驗的。該研究近日已發表在《Cell》上。

人們認為，做出這些推論依賴於我們日常生活中在頭腦中創建的世界模型，這些模型使用相同的神經機制（和腦細胞）幫助我們理解相對於其他物體和方位。

雖然這些腦細胞主要負責編碼我們當前的信息，但它們也會自發地回憶過去的記憶，並探索新的可能性。這一現象被稱為「重放（Replay）」。

在該研究中，研究人員訓練參與者完成一項任務，定義日常物品的順序，然後以打亂的順序呈現一組新的熟悉物品。在此過程中，他們應用MEG神經成像技術來映射參與者的大腦活動。

研究人員觀察到，新物品在隨後的休息期間被重新激活。這些「重放」事件發生的速度比他們實際經歷的要快得多。

當大腦在練習間隙休息時，人類「重放」事件發生，並且在做出正確選擇的獎勵被給予後，逆轉方向。

研究結果還表明，人類的「重放」會根據學習到的知識自發地重新組織經驗。並自發地重新排序，以將過去的知識與當前的經驗相結合。值得注意的是，重放並不是簡單地概括視覺體驗，而是遵循學習抽象知識所暗示的順序。

該研究通訊作者、牛津大學Nuffield臨床神經科學系Timothy Behrens教授說：「重放事件的順序與它們被看到的順序不同，這對大腦來說是一個複雜的跳躍。人類智力的一個顯著特徵是能在稀疏的觀察基礎上做出強有力的推論。例如，如果你注意到你丈夫的錢包在廚房的桌子上，你馬上就知道他更可能在花園裡而不是在酒吧。我們完全不知道這樣的推斷是如何在我們的大腦中進行的，但我們的研究表明，『重放』起著重要的作用。我們能利用已有的知識對事件進行重新排序，這使我們的體驗可以無序地採樣，並在以後靈活地重新配置。」

他們還發現重放是因式分解的，即事件不同方面的多重表示被同時重放，並且這些不同的表示可以重新組合以產生新事件。

這一點很重要，因為分解表示是概括知識的一種強大手段。

該研究第一作者、UCL計算精神病學與老齡化研究中心和惠康人類神經成像中心的博士生Yunzhe Liu說：「通過因式表徵，個人經驗可以被分解成多個部分，這些部分可以以多種方式有效地重組，這有可能極大地改善學習。因式重放提供了強大的計算效率，可能有助於在一系列廣泛的認知任務中進行推斷和歸納。」

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