大脑如何进行时序记忆？原来是“降维”

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新华社上海2月12日电（记者张建松）人类大脑的认知活动，如语言通讯、情景记忆等，都与时序信息相关。大脑如何对时序信息进行记忆？我国科学家的一项最新研究，推翻了经典时序记忆模型的关键假设，首次揭示了大脑时序记忆的神经机制。

这项研究由中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心（神经科学研究所）、中国科学院灵长类神经生物学重点实验室王立平研究组，上海脑科学与类脑研究中心闵斌副研究员和北京大学生命科学学院唐世明课题组合作完成。2月11日，国际权威学术期刊《自然》发表了相关研究论文。

2月11日，中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心王立平研究员介绍科研成果。 新华社记者 张建松摄

据中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心王立平研究员介绍，经典时序记忆模型的关键假设，主要是大脑单神经元的编码性质。而最新的研究则表明，大脑对序列信息进行的时空整合，发生在群体水平而不是单个神经元层面。高维神经元状态空间可以分解为多个二维子空间，利用“降维原则”，序列信息编码降低了神经计算的复杂性，便于区分信息的时序。

这一科学结论，来源于科学团队以猕猴为研究对象的巧妙实验。猕猴是演化上接近人类的灵长类动物，其认知能力、大脑的结构与功能和人类十分接近，是科学家研究人类大脑复杂高级认知功能的最佳模型。

为了探究时序记忆编码问题，研究人员训练猕猴记忆由多个位置点组成的空间序列。在实验任务中，猕猴面前的屏幕上依次闪现三个不同的点，猕猴需要在几秒钟之后将这些点，按之前呈现的顺序汇报出来。在汇报前的几秒记忆保持期内，空间序列的信息以工作记忆的形式，被暂时储存在大脑中。

在此过程中，科研人员对猕猴储存工作记忆的脑区--外侧前额叶皮层，进行了双光子钙信号成像。钙信号可以反映神经元的脉冲放电活动，即猕猴大脑神经元群体在执行任务时活动状态。

研究人员通过分析钙成像获得的高维数据，发现在高维向量空间里面，可以通过“降维”找到每个次序的信息所对应的二维子空间。在每个子空间内，不同的点所对应的空间位置，与真实视觉刺激的环状几何结构保持了一致。而且，不同次序所对应的子空间几乎没有重叠，即序列中的每个信息都有独立的储存空间。

猕猴空间序列记忆任务。（受访者供图）

进一步研究还显示，次序越靠后的子空间里，环状结构的半径越小，对应所分配到的注意资源越少。这一发现也对应了序列记忆的行为表现，例如我们日常生活中如果记忆的内容越多，越往后的信息便更容易出错。

“这项研究是第一次在群体神经元水平，阐释了序列工作记忆的计算和编码原理，提示我们对大脑序列记忆编码研究，今后应更加关注群体神经元性质。”王立平说。

业内专家认为，中国科学家的这项最新研究，发现了大脑在时序记忆中的“降维原则”，为理解“神经网络如何进行符号表征”这一难题提供了新的思路。正如哲学家叔本华所说：“简约性永远是真理和天才的共同特征。”这一原创性研究，揭示了人类大脑在时序表征上的复杂性和简约性的辩证统一，将对受脑启发的人工智能研究产生深远影响。

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老舍先生说：“知道多，写的少，心里就有底，处处有话可说。知道的少，写的多，捉襟见肘。”

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老舍，生于北京，中国现代小说家、著名作家，杰出的语言大师、人民艺术家，新中国第一位获得“人民艺术家”称号的作家。著有长篇小说《小坡的生日》、《猫城记》、《牛天赐传》、《骆驼祥子》等，短篇小说《赶集》等。
写透一件事
01
写自己真知道的事，不写自己不十分知道的事。
一个学生不写学生的生活，而在报纸上找些婚姻法宣传资料去写，一定写不出什么名堂来。写东西非有生活不可。不管文字多么好，技巧多么高，也写不出自己不知道的事情。我们是工人，就写工人的生活。
这样，写作范围不就太小了么？只要写得深刻，范围小点没有什么关系。一位伟大的作家的确能够写出许多不同的人物，好多不同的事情，可是咱们现在的目的是先写好一件事，还不能希望马上成为伟大的作家。不怕写的少，就怕写不好。写出十几句话的一首好歌，风行全国，到处起很大的鼓舞作用，功劳也不小呵！
02
抱定一个题目写，不要一会儿一换。
初学写作的人往往有这个困难：很高兴地看中了一件事，打算用它写成一篇小说或戏剧。可是，一动笔，才写了几句就写不下去了！这是怎么一回事呢？这有许多不同的原因，其中最常遇见的一个是我们只看见了事情的表面，而没有看见它的根儿，所以写了几句就搁下笔，怪扫兴的。我们不应当这么容易动摇，而应当深入地去挖那件事的根儿，养成我们对事事物物要刨根问底的习惯。我们的责任就是遇见事必去刨根问底。假如我们老满足于事情的表面，看见一件热闹的事，不求甚解，动笔就写，写不出就扫兴，一来二去我们就丢了信心，不想再拿笔了。反之，我们若是抱定刨根问底的态度，我们就会慢慢地体会出来，不管事情多么热闹或多么简单，不过都是表面的现象。赶到咱们挖到事情的根儿上，热闹的事也许原来很简单，简单的事儿也许并不那么简单。事情的根儿就是问题所在。
找到问题，咱们心里可就透亮多了。呵，原来这件热闹的事并没有什么了不起，问题很简单哪；原来那件简单的事倒并不应当轻视，问题不小呵。这样，咱们就不再被表面的现象迷惑住，也就容易判断出哪个值得写和哪个值不得写，不再冒冒失失地不管三七二十一拿笔就写，也就减少了因写不出而扫兴灰心的毛病。
还有，看到了问题就得解决问题。这么一来呀，咱们的文章可就有头有尾，是个整的了。我们看问题，挖问题，而后解决问题，我们就能写出相当好的作品来。不抱住一个问题挖到底，而随便今天试试这个，明天试试那个，必至一无所成。
03
能抓住问题就不至于千篇一律了。
一个问题怎么来的和怎么解决的，必与别的问题的来龙去脉不同。同一样的问题又因为人物的性格不同，时间不同，而有特点。我们要细心地看，看问题，看人物，看地点，看时间，把有关的事物都看了，自然会写出一篇与众不同的东西来。
工人同志们一写到解放后的生活提高，往往就描写家里吃饺子。不错，吃饺子的确是好现象；可是，千篇一律都说包饺子就不新鲜了。难道不许吃炸酱面么？再说，真要是看出问题，不提包饺子也不要紧。要写透一件事必须钻到事情里边去，可千万别不管是写什么问题老先预备下一个套子——老拿包饺子开始！钻到问题里面去就必定有话可说，用不着套套子。
也许有的同志要问：我们能那么细心，钻到问题里面去吗？我说：能！一定！您多半是有点害怕，以为没有现成的套子，就怕写出的东西不像样子。您不必胆小，那些套子不是给您预备的，只要您肯用心，肯下工夫，您会创作！
本文选自《老舍全集》第16卷《和工人同志们谈写作》

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