2011年5月16日 星期一

計算機也會精神分裂 美用計算機模擬人類精神分裂形成機理

如果不能很快忘記,或忽視應該忽視的事物,計算機也會精神分裂。 最近,德克薩斯大學和耶魯大學一個聯合研究小組用計算機模擬的“神經網絡”來模仿大腦中多巴胺的過度釋放,發現網絡中重現的記憶和精神分裂中的幻覺非常相似,為人們進一步理解精神分裂患者大腦的內部機制提供了線索。 相關論文發表在近期的《生物精神病學》上。

 

 
目前一種“過度學習”假說認為,精神分裂患者失去了遺忘的能力,或不能忽視本應忽視的東西。 無法遺忘,也就喪失了從大量的腦刺激信號中提取分辨出含義的能力。 他們開始製造不真實的聯繫,淹沒在海洋般的聯繫之網中,卻沒能力梳理出任何相關的故事。 而多巴胺太多,會導致大腦不能忽視那些它不必知道的事物。

 
德克薩斯大學奧斯汀分校計算機科學系研究生烏利·格里斯曼(Uli Grasemann)與導師里斯托·秘庫賴恩(Risto Miikkulainen)設計了稱為“明辨”(DISCERN)的神經網絡,能在實驗中模擬出8種不同類型神經機能障礙的語言反應,他們與耶魯大學醫學院從事人類精神病學研究的拉爾夫·霍夫曼(Ralph E. Hoffman)教授合作,將計算機模擬結果與人類精神疾病進行了對比。

 
他們先教給“明辨”一系列簡單的故事,以人腦儲存信息的方式把這些故事輸入“明辨”的記憶,這種存儲方式不是把故事作為獨立單元,而是按照字、詞、句和故事的統計相關性。 然後一遍一遍地示範,訓練“明辨”在不同指令下提​​取記憶,輸出不同的故事。 “這麼做幾千次,每次調整一小點兒作為進步,最後神經網絡就會學會。”格里斯曼說。

 
隨後他們加入了系統學習速度參數,模擬多巴胺的過度釋放,基本上就是讓計算機不再遺忘。 “大腦的一種重要機制是忽視事物,如果讓'明辨'學習速度太快,就會出現反常語言,正像精神分裂患者那樣。”格里斯曼說。

 
重新訓練之後,“明辨”開始出現幻覺妄想,從其存儲的其他故事中提取元素,組合起來編造故事。 比如有一次,它聲稱自己對一起恐怖爆炸事件負責。 而另一次,被要求用一堆毫不相關的句子回答某個記憶時,它突然跑題,不斷重複前三個句子。

 
格里斯曼表示,“明辨”神經網絡的信息處理方式和人腦很相似,因此也可能像人腦那樣崩潰掉。 計算機模擬試驗雖不能證明過度學習假說完全正確,卻明顯支持這一假說。 而計算機模擬的神經網絡更易控制,這類研究有望為精神類病患找到合適的臨床療法。

 

 
科技日報 2011/05/07 常麗君


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