雷鋒網(wǎng)按：本文作者巴特，來(lái)自知社學(xué)術(shù)圈。

在機(jī)器學(xué)習(xí)中，程序員所開(kāi)發(fā)的AI能夠計(jì)算一個(gè)簡(jiǎn)單行為的所有可能結(jié)果。然而人類自身并沒(méi)有這種生硬的計(jì)算能力，我們必須先進(jìn)行精準(zhǔn)的思考，然后執(zhí)行計(jì)劃。谷歌DeepMind團(tuán)隊(duì)和牛津大學(xué)學(xué)者刊登在《Neuron》上的一篇文章指出，人們會(huì)在思維上創(chuàng)建不同“層級(jí)”來(lái)指導(dǎo)我們的行為，然后考慮更高級(jí)別的事情，而不是思考具體步驟。

Jan Balaguer是牛津大學(xué)的博士，同時(shí)也是谷歌人工智能團(tuán)隊(duì)DeepMind成員。他談道：“我們主要是想理解人類或動(dòng)物是如何做出長(zhǎng)期決策的。研究機(jī)器學(xué)習(xí)對(duì)于復(fù)雜任務(wù)和現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的解決方法是非常有趣的事，這往往要從神經(jīng)科學(xué)上來(lái)尋找靈感?！盉alaguer和他的同事就是通過(guò)一款導(dǎo)航游戲來(lái)破譯人腦制定決策的過(guò)程。

 

上圖為地鐵線路計(jì)劃的圖形表達(dá)，左邊為平面式，右邊為層級(jí)式。每個(gè)節(jié)點(diǎn)表示一個(gè)可能的狀態(tài) (通常為站點(diǎn))，機(jī)器人代表起始站，旗子代表終點(diǎn)站。層級(jí)模式可以使這樣的迷宮圖轉(zhuǎn)化為關(guān)聯(lián)環(huán)境 (即紅線區(qū)與藍(lán)線區(qū))。這在某種程度上可以簡(jiǎn)化對(duì)地鐵線路的識(shí)別和計(jì)劃。

在一個(gè)類似倫敦地鐵的虛擬軌道系統(tǒng)上，每個(gè)站點(diǎn)代表一個(gè)步驟，不同顏色的地鐵線代表不同的層級(jí)。22個(gè)實(shí)驗(yàn)對(duì)象都被給予一個(gè)終點(diǎn)站作為目標(biāo)，不過(guò)每個(gè)人看到的線路顏色、站名都是經(jīng)過(guò)重置的，地圖的方向也進(jìn)行了旋轉(zhuǎn)。在游戲過(guò)程中同時(shí)接受功能性磁共振成像掃描 (fMRI)。

圖上的這些語(yǔ)義描述代表了一次旅程中的一系列事件。黑色方塊上的上下兩個(gè)名字分別代表當(dāng)前站和終點(diǎn)站。響應(yīng)方向 (箭頭) 和線路顏色并不展示給試驗(yàn)者。最下面的數(shù)字記錄了試驗(yàn)者在每一個(gè)事件上所花費(fèi)的時(shí)間 (以秒為單位)。

在不同模式下，所需花費(fèi)的計(jì)算步驟也是不同的。圖中展示了四種思維：按照單個(gè)站點(diǎn)籌劃、按照不同地鐵線路籌劃、按照換乘站籌劃、按照180度轉(zhuǎn)彎U-turn籌劃。

試驗(yàn)者在進(jìn)行導(dǎo)航游戲時(shí)，研究人員重點(diǎn)觀察他們的注意力是更集中于地鐵線路還是個(gè)體站點(diǎn)上。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，腦部活動(dòng)和反應(yīng)時(shí)間主要隨著試驗(yàn)者與終點(diǎn)站間的地鐵線路變化增加，而不是總站數(shù)。大腦中與這種決定相關(guān)的區(qū)域有兩部分，一個(gè)是具有高級(jí)認(rèn)知功能的內(nèi)側(cè)前額葉皮層 (medial prefrontal cortex) 背部，一個(gè)是參與實(shí)際或者假想運(yùn)動(dòng)的前運(yùn)動(dòng)皮質(zhì) (premotor cortex)。

四種思維模式下腦部冠狀面 (上) 和矢狀面 (下) 狀態(tài)圖

Balaguer說(shuō)：“我們比以往研究更加簡(jiǎn)單直接地證明了人腦中的層級(jí)表現(xiàn)?！?/span>

另外，隨著試驗(yàn)者越發(fā)接近終點(diǎn)，其腦中的腹正中前額皮質(zhì)和海馬體也變得更加活躍。在以前的研究中，只發(fā)現(xiàn)海馬體在試驗(yàn)者接近既定目標(biāo)時(shí)，會(huì)有所表現(xiàn)。

Balaguer介紹：”通過(guò)研究人腦如何執(zhí)行具有層級(jí)結(jié)構(gòu)的事情，可以幫助我們?cè)O(shè)計(jì)更為高級(jí)和智能的算法。在機(jī)器學(xué)習(xí)中，擁有層級(jí)描述的算法對(duì)于決策來(lái)說(shuō)可能有利有弊，就看你最開(kāi)始的時(shí)候能不能做出正確選擇?！?/strong>

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