科学家发现大脑通过“旋转”来区分过去和现在，这为AI架构设计提供了思路过去和现在的边界在哪里？人类如何在混沌的时间中辨别过去与现在？请注意，这不是一个哲学问题。（手动狗头）可是科学家的最新研究成果。两位普林斯顿神经科学家用几何学的方法回答了这个问题。他们发现人脑“旋转”以区分新的感官信息和早期记忆。旋转90度，让过去和现在互不干扰。它是如何实现的？大脑如何感知时间？我们理解周围环境、学习、行动和思考的能力长期以来一直依赖于我们的感官和记忆之间持续、灵活的互动。一方面，我们必须通过感官吸收关于周围世界的新信息。同时，需要保持对早期现象和事件的短期记忆。为此，大脑需要识别感官和记忆之间的差异。然而，以往的经验表明，大脑并没有将短期记忆功能完全划分为高级认知区域。相反，它更多地分为代表经验的感知区域和其他皮质中心。两位神经科学家最近发表在《自然神经科学》(NatureNeuroscience)上的一项研究揭示了大脑如何同时处理这两种情况。简而言之，大脑“旋转”感觉信息，将其编码为记忆。两个“正交”表示同时从神经活动中提取信息而不会相互干扰。为了找出答案，科学家们转向了老鼠的听觉感知。他们通过让老鼠反复听四个和弦的序列来建立和弦之间的联系。当小鼠听到一个初始和弦后紧跟着另一个和弦时，它们可以预测接下来会发出什么声音。此时，科学家们训练了一个ML分类器来分析小鼠听觉皮层中的神经活动。随着时间的推移，他们发现相关和弦的神经表征开始彼此相似。然而，也有人观察到，当遇到不熟悉的和弦序列时，鼠标会改变其对先前输入的表示。这些神经元反向改变过去刺激的编码，以匹配动物对后来刺激的编码。那么大脑如何对抗这些干扰以保持正确的记忆呢？研究人员训练了另一个分类器来识别和区分过程中的记忆表征。例如，当意想不到的和弦唤起与更熟悉的序列的比较时，神经元的放电方式。结果，分类器确实看到了神经活动的完整模式，而不是直接“修复”它。这些记忆编码看起来与感官表征非常不同，它们是沿着“正交”维度组织的。研究人员说这个过程就像在纸上写笔记。写的时候发现没地方了，只好把纸转90度，在另一边的页边空白处写。大概是这样的。这基本上就是大脑正在做的事情。它获得第一个感官输入，将其写在纸上并将其旋转90度。这允许在没有干扰和覆盖的情况下写入新的感官输入。此外，他们排除了单独的神经元独立处理感觉和记忆表征的可能性。他们发现神经元的活动可以巧妙地分为两类。一种是负责感觉和记忆表征的“稳定”神经元，另一种是“切换”神经元，它在活跃时会翻转其响应模式。在感觉信息向记忆的转换过程中，“稳定”神经元和“转换”神经元的组合，促进了感觉信息的转换，前者随时间保持其选择性，而后者随时间逆转其选择性。这些神经反应一起旋转人口表征，将感官输入转化为记忆。事实证明，这种方法需要更少的神经元和更少的能量。这项研究来自普林斯顿大学神经科学家TimothyBuschman和他实验室的研究生AlexandraLibby。△TimothyBuschmanLibby表示，这项研究将有助于为神经网络架构，尤其是多任务处理提供新的设计思路。
