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大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的工作原理(大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的工作原理是什么)
大家好!今天讓創(chuàng)意嶺的小編來大家介紹下關(guān)于大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的工作原理的問題,以下是小編對(duì)此問題的歸納整理,讓我們一起來看看吧。
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本文目錄:
一、什么是神經(jīng)計(jì)算機(jī)?
傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)在進(jìn)行繁瑣、復(fù)雜的數(shù)值運(yùn)算時(shí),例如,計(jì)算圓周率π,就顯得十分有能耐,比人高強(qiáng);然而,面對(duì)人類認(rèn)為比較容易的有關(guān)識(shí)別、判斷方面的問題時(shí),就顯得笨手笨腳,力不從心。
為了解決這個(gè)問題,科學(xué)家們一心想發(fā)明神經(jīng)計(jì)算機(jī),或叫神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)。
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)的工作原理類似人腦。人腦由100億~150億個(gè)神經(jīng)元組成,而每個(gè)神經(jīng)元又和數(shù)千到數(shù)萬(wàn)個(gè)神經(jīng)元相連接。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)正是利用與人腦非常相似的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息處理的。
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)有著許多特點(diǎn):
第一,有著極強(qiáng)的自學(xué)能力。人們利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)的自學(xué)特點(diǎn),可以方便地“教”會(huì)它認(rèn)讀自然語(yǔ)言文字。
第二,神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)的“智能”好像是自發(fā)產(chǎn)生的,不是嚴(yán)格設(shè)計(jì)出來的,這是各個(gè)神經(jīng)元所做的簡(jiǎn)單事情集合起來的結(jié)果。這一點(diǎn)同人的大腦的工作原理極相似。
第三,神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)的資料不是貯存在存儲(chǔ)器中,而是貯存在神經(jīng)元之間的網(wǎng)絡(luò)中。這就是說,即使個(gè)別神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)斷裂、破壞,也并不影響整體的運(yùn)算能力,即它具有重建資料的能力。
現(xiàn)在,人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究,已在許多部門獲得了實(shí)際應(yīng)用。例如,信息識(shí)別、系統(tǒng)控制、檢測(cè)與監(jiān)測(cè)智能化等。
可以預(yù)計(jì),在21世紀(jì),人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究將會(huì)有新的突破。雖然用無(wú)生命的元器件實(shí)現(xiàn)人腦的所有功能是不可能的,但在某些特定的智能方面,接近或達(dá)到人腦水平的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)將會(huì)十分普遍,屆時(shí),神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)將滲透到人類生活的各個(gè)領(lǐng)域。
神經(jīng)計(jì)算機(jī)是按照一種仿效人腦的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型工作的。由于這種模型能通過電路予以實(shí)現(xiàn),因此人們不僅可以通過這一模型了解人的神經(jīng)細(xì)胞是怎樣工作的,而且還能把它制成集成電路的芯片,使計(jì)算機(jī)仿效神經(jīng)系統(tǒng)工作。于是,便出現(xiàn)了利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工作原理的神經(jīng)計(jì)算機(jī)。
神經(jīng)計(jì)算機(jī)不僅能夠進(jìn)行并行處理,而且還具有以下兩種能力:第一,具有聯(lián)想能力,例如見到紅的、圓的、有芬香味的東西,便會(huì)聯(lián)想起這是蘋果。第二,具有自我組織能力,神經(jīng)計(jì)算機(jī)通過多次處理同類問題,能夠把各神經(jīng)元連接成最適于處理該問題的網(wǎng)絡(luò),通過做同類工作而有所改進(jìn)便是具有學(xué)習(xí)功能。
最能發(fā)揮神經(jīng)計(jì)算機(jī)長(zhǎng)處的工作有圖像識(shí)別、聲音識(shí)別、運(yùn)動(dòng)控制等。
由于神經(jīng)計(jì)算機(jī)采用并行處理方式,很適合用光計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)。今后,光計(jì)算機(jī)得到實(shí)用時(shí),光神經(jīng)計(jì)算機(jī)將會(huì)有更誘人的前景。
二、神經(jīng)計(jì)算機(jī)是怎樣的?
隨著智能計(jì)算機(jī)的不斷發(fā)展,科學(xué)家們想模仿人的大腦構(gòu)造和工作而造出一種新的計(jì)算機(jī),這種計(jì)算機(jī)稱為神經(jīng)計(jì)算機(jī)。然而要造出這種計(jì)算機(jī)可不是一件輕而易舉的事,難而又難。因?yàn)?,科學(xué)家對(duì)人腦的結(jié)構(gòu)已經(jīng)知道得比較清楚,但人大腦里的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的工作原理,還存在許多困惑。比如說人是怎么學(xué)習(xí)的,就還沒弄清楚。人大腦的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)太復(fù)雜了,各個(gè)細(xì)胞間是怎么相互聯(lián)系的,還沒有完全揭示出來。換句話說,人大腦還有許多未解之謎。另外,因?yàn)槿四X的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)太復(fù)雜,因此完全模仿它還存在相當(dāng)大的困難。
現(xiàn)在,神經(jīng)計(jì)算機(jī)只能初步模仿人腦神經(jīng)的網(wǎng)絡(luò),研究出的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(也有的是神經(jīng)計(jì)算機(jī))就具有了很好的效果,且顯露出它的美妙前景。
人腦大約有140~150億個(gè)神經(jīng)細(xì)胞,大約與天上星星的數(shù)目相等。每個(gè)神經(jīng)細(xì)胞與上千個(gè)細(xì)胞相連,這就像葉脈一樣錯(cuò)綜復(fù)雜。模仿人腦這樣的結(jié)構(gòu)制造的神經(jīng)計(jì)算機(jī),采用并行工作方式。過去的計(jì)算機(jī)是串行工作方式:存數(shù)據(jù),取數(shù)據(jù),送去計(jì)算,再進(jìn)行下一步工作,是一步接一步進(jìn)行工作的。讓串行工作的計(jì)算機(jī)無(wú)限提高速度是不可能的,特別是有的關(guān)鍵環(huán)節(jié),像流水線工作出現(xiàn)瓶頸一樣,卡住了整個(gè)工作過程的脖子。這就是常常所說的“瓶頸效應(yīng)”。
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)是由多個(gè)人造神經(jīng)處理單元并聯(lián)而成的。人造神經(jīng)處理單元相當(dāng)于人腦的神經(jīng)細(xì)胞。由于這種計(jì)算機(jī)是并聯(lián)的,許多工作任務(wù)可以分配開來,同時(shí)協(xié)調(diào)工作,所以不會(huì)卡脖子,避免出現(xiàn)“瓶頸效應(yīng)”,工作速度可以成千百倍地提高。(順便說一下,現(xiàn)在的超級(jí)計(jì)算機(jī)都采用很多處理器并聯(lián),按并行工作方式建造。)
神經(jīng)計(jì)算機(jī)還有一大優(yōu)點(diǎn),就是具有“容錯(cuò)性”。什么叫容錯(cuò)性?比如說吧,人可以從某人的一雙眼睛,或根據(jù)一個(gè)背景,也可以根據(jù)人的一個(gè)動(dòng)作就能夠把一個(gè)人認(rèn)出來。這是人腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)。人腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以根據(jù)局部記憶恢復(fù)全部信息。這是因?yàn)?,人腦是把信息存儲(chǔ)在神經(jīng)細(xì)胞與神經(jīng)細(xì)胞相連的網(wǎng)絡(luò)之間,而不是存儲(chǔ)在神經(jīng)細(xì)胞體內(nèi),而神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)連接部分有千千萬(wàn)萬(wàn),若是有一兩個(gè)神經(jīng)細(xì)胞體壞了也無(wú)關(guān)緊要,信息不會(huì)丟失。即使部分信息丟失,也可以根據(jù)剩余部分信息恢復(fù)完整的記憶。這就是容錯(cuò)性的一種表現(xiàn)。神經(jīng)計(jì)算機(jī)是依照人大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)出來的,所以具有容錯(cuò)性,若是丟失些資料,它仍能重新建立起來,具有修復(fù)性。
專家普遍認(rèn)為,人腦學(xué)習(xí)功能,是把神經(jīng)細(xì)胞之間的連接形式不斷加以改變,使網(wǎng)絡(luò)功能不斷提高,人的智慧也就發(fā)展了?,F(xiàn)在研究神經(jīng)計(jì)算機(jī)的目的,就是想制造出能聽懂聲音,能辨認(rèn)景物,具有學(xué)習(xí)能力的智能計(jì)算機(jī)。這種計(jì)算機(jī)機(jī)有些科學(xué)家稱它為第六代計(jì)算機(jī)或人工大腦。如果研究成這樣的計(jì)算機(jī),它的計(jì)算速度可達(dá)到1015次/秒,而目前最好的計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度僅為109~1010次/秒。
現(xiàn)在各國(guó)都重視神經(jīng)計(jì)算機(jī)的開發(fā),研究主要向兩方面發(fā)展:一是如何制造接近人腦的網(wǎng)絡(luò);二是如何改進(jìn)它的學(xué)習(xí)能力,提高智力。
1988年,美國(guó)提出一個(gè)研究神經(jīng)計(jì)算機(jī)的計(jì)劃,投資4億美元。日本把1988年定為神經(jīng)計(jì)算機(jī)元年,歐共體于這一年開始集中28個(gè)研究所和近千名專家合作研究神經(jīng)計(jì)算機(jī)。1989年,美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室制成可供神經(jīng)計(jì)算機(jī)使用的集成電路。1992年日本三菱電機(jī)公司開發(fā)出可供神經(jīng)計(jì)算機(jī)使用的大規(guī)模集成電路芯片。之后,日本富士通研究所開發(fā)出由256個(gè)神經(jīng)處理器互相連接而成的神經(jīng)計(jì)算機(jī),更新數(shù)據(jù)速度4億次/秒。一種由日本電氣公司推出的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)聲音識(shí)別系統(tǒng),能識(shí)別任何人的聲音,正確率達(dá)99.8%。美國(guó)電氣通信基礎(chǔ)技術(shù)研究所和卡內(nèi)基-梅隆大學(xué)研究的神經(jīng)計(jì)算機(jī),由相當(dāng)于人“左腦”和“右腦”的兩個(gè)神經(jīng)塊連接而成。“右腦”的經(jīng)驗(yàn)功能部分,有1萬(wàn)多個(gè)神經(jīng)元,適于圖像識(shí)別,存儲(chǔ)有基于經(jīng)驗(yàn)的語(yǔ)句?!白竽X”的識(shí)別功能部分,含有100萬(wàn)個(gè)神經(jīng)元,用來存儲(chǔ)單詞和語(yǔ)法規(guī)則。這種計(jì)算就可以利用存儲(chǔ)的知識(shí)進(jìn)行翻譯。
20世紀(jì)90年代前期到中期,神經(jīng)計(jì)算機(jī)已獲得了應(yīng)用。例如,在紐約、邁阿密、倫敦飛機(jī)場(chǎng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)檢查塑料炸彈和爆炸物,每小時(shí)可檢查600~700件行李。
美國(guó)制成一臺(tái)神經(jīng)計(jì)算機(jī),專門用于模式識(shí)別,如分析心電圖、腦電圖波形,對(duì)細(xì)胞自動(dòng)分類計(jì)數(shù),染色體分類識(shí)別等。它的工作過程由三層人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)共同完成:第一層是提取特征并用數(shù)據(jù)表示出來;第二層是對(duì)這些信息進(jìn)行運(yùn)算,獲得模式;第三層是把獲得的模式與預(yù)先存儲(chǔ)的模式相比較,完成識(shí)別。
我們可以樂觀地相信,在不久的將來神經(jīng)計(jì)算機(jī)將會(huì)得到廣泛的應(yīng)用。比如說進(jìn)行模式識(shí)別,實(shí)現(xiàn)知識(shí)處理,進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制,在軍事上識(shí)別敵人,判定目標(biāo),進(jìn)行決策和指揮,甚至進(jìn)行社會(huì)管理等等。
三、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)述
機(jī)器學(xué)習(xí)中談?wù)摰纳窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)是指“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)”,或者說,是機(jī)器學(xué)習(xí)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)這兩個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的交叉部分[1]。
在這里,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)更多的是指計(jì)算機(jī)科學(xué)家模擬人類大腦結(jié)構(gòu)和智能行為,發(fā)明的一類算法的統(tǒng)稱。
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是眾多優(yōu)秀仿生算法中的一種,讀書時(shí)曾接觸過蟻群優(yōu)化算法,曾驚訝于其強(qiáng)大之處,但神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的強(qiáng)大,顯然蟻群優(yōu)化還不能望其項(xiàng)背。
A、起源與第一次高潮。有人認(rèn)為,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的最早討論,源于現(xiàn)代計(jì)算機(jī)科學(xué)的先驅(qū)——阿蘭.圖靈在1948年的論文中描述的“B型組織機(jī)器”[2]。二十世紀(jì)50年代出現(xiàn)了以感知機(jī)、Adaling為代表的一系列成功,這是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的第一個(gè)高潮[1]。
B、第一次低谷。1969年,馬文.明斯基出版《感知機(jī)》一書,書中論斷直接將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)打入冷宮,導(dǎo)致神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)十多年的“冰河期”。值得一提的是,在這期間的1974年,哈佛大學(xué)Paul Webos發(fā)明BP算法,但當(dāng)時(shí)未受到應(yīng)有的重視[1]。
C、第二次高潮。1983年,加州理工學(xué)院的物理學(xué)家John Hopfield利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),在旅行商問題上獲得當(dāng)時(shí)最好結(jié)果,引起轟動(dòng);Rumelhart等人重新發(fā)明了BP算法,BP算法迅速走紅,掀起神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)第二次高潮[1]。
D、第二次低谷。二十世紀(jì)90年代中期,統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)理論和支持向量機(jī)興起,較之于這些算法,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的理論基礎(chǔ)不清晰等缺點(diǎn)更加凸顯,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究進(jìn)入第二次低谷[1]。
E、深度學(xué)習(xí)的崛起。2010年前后,隨著計(jì)算能力的提升和大數(shù)據(jù)的涌現(xiàn),以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的“深度學(xué)習(xí)”崛起,科技巨頭公司谷歌、Facebook、百度投入巨資研發(fā),神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)迎來第三次高潮[1]。2016年3月9日至15日,Google人工智能程序AlphaGo對(duì)陣韓國(guó)圍棋世界冠軍李世乭,以4:1大比分獲勝,比眾多專家預(yù)言早了十年。這次比賽,迅速在全世界經(jīng)濟(jì)、科研、計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)各領(lǐng)域掀起人工智能和深度學(xué)習(xí)的熱烈討論。
F、展望。從幾個(gè)方面討論一下。
1)、近期在Google AlphaGo掀起的熱潮中,民眾的熱情與期待最大,甚至有少許恐慌情緒;計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)熱情也非常巨大,對(duì)未來充滿期待,各大巨頭公司對(duì)其投入大量資源;學(xué)術(shù)界的反應(yīng)倒是比較冷靜的。學(xué)術(shù)界的冷靜,是因?yàn)樯窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)和深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的理論基礎(chǔ)還沒有出現(xiàn)長(zhǎng)足的進(jìn)步,其缺點(diǎn)還沒有根本改善。這也從另一個(gè)角度說明了深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論進(jìn)步的空間很大。
2)、"當(dāng)代神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是基于我們上世紀(jì)六十年代掌握的腦知識(shí)。"關(guān)于人類大腦的科學(xué)與知識(shí)正在爆炸式增長(zhǎng)。[3]世界上很多學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì)正在基于大腦機(jī)制新的認(rèn)知建立新的模型[3]。我個(gè)人對(duì)此報(bào)樂觀態(tài)度,從以往的仿生算法來看,經(jīng)過億萬(wàn)年進(jìn)化的自然界對(duì)科技發(fā)展的促進(jìn)從來沒有停止過。
3)、還說AlphaGo,它并不是理論和算法的突破,而是基于已有算法的工程精品。AlhphaGo的工作,為深度學(xué)習(xí)的應(yīng)用提供了非常廣闊的想象空間。分布式技術(shù)提供了巨大而廉價(jià)的計(jì)算能力,巨量數(shù)據(jù)的積累提供了豐富的訓(xùn)練樣本,深度學(xué)習(xí)開始騰飛,這才剛剛開始。
一直沿用至今的,是McChlloch和Pitts在1943年依據(jù)腦神經(jīng)信號(hào)傳輸結(jié)構(gòu)抽象出的簡(jiǎn)單模型,所以也被稱作”M-P神經(jīng)元模型“。
其中,
f函數(shù)像一般形如下圖的函數(shù),既考慮階躍性,又考慮光滑可導(dǎo)性。
實(shí)際常用如下公式,因形如S,故被稱作sigmoid函數(shù)。
把很多個(gè)這樣的神經(jīng)元按一定層次連接起來,就得到了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。
兩層神經(jīng)元組成,輸入層接收外界輸入信號(hào),輸出層是M-P神經(jīng)元(只有輸出層是)。
感知機(jī)的數(shù)學(xué)模型和單個(gè)M-P神經(jīng)元的數(shù)學(xué)模型是一樣的,如因?yàn)檩斎雽又恍杞邮蛰斎胄盘?hào),不是M-P神經(jīng)元。
感知機(jī)只有輸出層神經(jīng)元是B-P神經(jīng)元,學(xué)習(xí)能力非常有限。對(duì)于現(xiàn)行可分問題,可以證明學(xué)習(xí)過程一定會(huì)收斂。而對(duì)于非線性問題,感知機(jī)是無(wú)能為力的。
BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)全稱叫作誤差逆?zhèn)鞑?Error Propagation)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),一般是指基于誤差逆?zhèn)鞑ニ惴ǖ亩鄬忧梆伾窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)。這里為了不占篇幅,BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)將起篇另述。
BP算法是迄今最為成功的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)算法,也是最有代表性的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)算法。BP算法不僅用于多層前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),還用于其他類型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練。
RBF網(wǎng)絡(luò)全程徑向基函數(shù)(Radial Basis Function)網(wǎng)絡(luò),是一種單隱層前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),其與BP網(wǎng)絡(luò)最大的不同是采用徑向基函數(shù)作為隱層神經(jīng)元激活函數(shù)。
卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Convolutional neural networks,簡(jiǎn)稱CNNs)是一種深度學(xué)習(xí)的前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),在大型圖片處理中取得巨大成功。卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)將起篇另述。
循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Recurrent Neural Networks,RNNs)與傳統(tǒng)的FNNs不同,RNNs引入定向循環(huán),能夠處理那些輸入之間前后關(guān)聯(lián)的問題。RNNs已經(jīng)在眾多自然語(yǔ)言處理(Natural Language Processing, NLP)中取得了巨大成功以及廣泛應(yīng)用[5]。RNNs將起篇另述。[5]
[1]、《機(jī)器學(xué)習(xí)》,周志華著
[2]、《模式識(shí)別(第二版)》,Richard O.Duda等著,李宏?yáng)|等譯
[3]、《揭秘IARPA項(xiàng)目:解碼大腦算法或?qū)氐赘淖儥C(jī)器學(xué)習(xí)》,Emily Singerz著,機(jī)器之心編譯出品
[4]、圖片來源于互聯(lián)網(wǎng)
[5]、 循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(RNN, Recurrent Neural Networks)介紹
四、大腦記憶回路原理
我們的大腦是一個(gè)強(qiáng)大的器官,它支配著我們的行動(dòng)。下面我給大家分享一些關(guān)于大腦記憶回路原理的內(nèi)容,希望大家喜歡。
人的大腦分為左腦和右腦兩個(gè)半球,它們的功能是不同的,通常左腦被稱為“語(yǔ)言腦”,它的工作性質(zhì)是理性的、邏輯的;而右腦被稱為“圖像腦”,它的工作性質(zhì)是感性的、直觀的。左腦的工作方式是直線式的,可以說是從局部到整體的累積式;右腦的工作方式則是從整體到局部的并列式。左腦追求記憶和理解,它的 學(xué)習(xí) 方法 是通過學(xué)習(xí)一個(gè)個(gè)的語(yǔ)法知識(shí)來學(xué)習(xí)語(yǔ)言;右腦不追求記憶和理解,只要把知識(shí)信息大量地、機(jī)械的裝到腦子里就可以了。
右腦具有左腦所沒有的快速大量記憶機(jī)能和快速自動(dòng)處理機(jī)能,后一種機(jī)能使右腦能夠超快速的處理所獲得的信息。
左腦和右腦的記憶能力是1:100萬(wàn),然而一般人卻只會(huì)用左腦記憶!
人類大腦的一部分組織能夠增強(qiáng)記憶,如果我們能夠知道增強(qiáng)記憶的方法并用到實(shí)踐中去,我們對(duì)大腦使用的方法也改變。大腦能夠變得更靈活,原先運(yùn)轉(zhuǎn)比較緩慢的機(jī)能開始加快運(yùn)轉(zhuǎn)速度。這樣,學(xué)習(xí)能力低下的孩子可以 提高 記憶力 ,成人則降低了患癡呆癥的危險(xiǎn),并能夠長(zhǎng)久保持靈敏的頭腦。
是哪些組織能夠 增強(qiáng)記憶力 呢?人類的大腦分為上下兩部分,上面一部分由表層意識(shí)(意識(shí))控制,下面一部分由深層意識(shí)(潛意識(shí))控制。這兩種意識(shí)的工作內(nèi)容完全不同。人們通常使用外部的表層意識(shí),不大使用深層意識(shí),但是出色的記憶力其實(shí)存在于我們的深層意識(shí)中,人類的大腦分為左右兩個(gè)半球,表層意識(shí)位于左半球,深層意識(shí)位于右半球。
通常我們都認(rèn)為通過理解達(dá)到背誦的目的是很重要的,然而理解行為只動(dòng)用了我們的表層大腦。大量反復(fù)的朗讀和背誦可以幫助我們打開大腦內(nèi)由表層腦到深層腦的記憶回路,記憶的素質(zhì)因而得以改善。
淺層記憶發(fā)生在表層大腦中,很快就會(huì)消失得無(wú)影無(wú)蹤。通過大量反復(fù)的朗讀和背誦,我們就能夠打開深層記憶回路,大腦的素質(zhì)會(huì)發(fā)生改變。深層記憶回路是和右腦連接在一起 的,一旦打開了這個(gè)回路,它就會(huì)和右腦的記憶回路連接起來,形成一種“優(yōu)質(zhì)”的記憶回路。
左腦的記憶回路是低速記憶,而右腦的是高速記憶,素質(zhì)完全不同。左腦記憶是一種“劣質(zhì)記憶”,不管記住什么很快就忘記了。右腦記憶則讓人驚嘆,它有“過目不忘”的本事。這兩種記憶力簡(jiǎn)直就是1:100萬(wàn),左腦記憶實(shí)在沒法和右腦相比。
但是,雖然我們?nèi)祟悡碛羞@么神奇的右腦,一般人卻只使用靠“劣質(zhì)記憶”來工作的左腦,他們的右腦一直在睡覺。所以說人們一直在錯(cuò)誤地使用大腦也不算過分。
大腦的三層記憶回路:側(cè)頭頁(yè)記憶回路、海馬記憶回路以及超記憶回路
記憶分為淺層記憶和深層記憶。大腦生理學(xué)中這樣講:淺層記憶發(fā)生在表層腦側(cè)頭葉中的語(yǔ)言區(qū),深層記憶發(fā)生在大腦的深層部分——舊皮層中的海馬。海馬還被特別稱為“記憶信息的管理塔”。它是記憶的中樞,負(fù)責(zé)收收集各種信息,并把這些信息綜合起來進(jìn)行取舍選擇。海馬不是記憶的最終貯藏所,因?yàn)橛洃浤軌虻竭_(dá)所有腦細(xì)胞的領(lǐng)域。但是確定無(wú)疑的是,從側(cè)頭葉到海馬的這一段神經(jīng)是記憶最重要的回路。
一般地,外界信息進(jìn)入側(cè)頭葉,在這里進(jìn)行判斷、分類、記憶和再生,然后把最重要的信息傳達(dá)到海馬里。海馬具有記憶、保持和再生的能力。它與側(cè)頭葉中的淺層記憶不同,是一種深層記憶,能夠長(zhǎng)期保持。如果信息反復(fù)、持續(xù)地進(jìn)入大腦,那么這些信息就會(huì)越過側(cè)頭葉的記憶回路,傳遞到海馬記憶回路中去。
除了我們常用的側(cè)頭葉記憶回路和海馬記憶回路,其實(shí)還有一種記憶回路存在。如果能夠打開這個(gè)回路,我們就能夠記住只看過或聽過一次的事物,無(wú)論何時(shí)都能通過想象在腦子里再現(xiàn)。這種回路叫做超記憶回路。
右腦中存在心靈感應(yīng)通道和想像通道
大腦分為三層。人類大腦首先是由腦干部分(也叫“爬蟲類的腦”)開始進(jìn)化的。這一部分具有“心靈感應(yīng)通道(Telepathy Channel)”,所以這部分的語(yǔ)言被稱為“心靈感應(yīng)語(yǔ)言(心靈互通的波動(dòng)語(yǔ)言)”。爬蟲類是指蛇和蜥蜴等動(dòng)物。它們不具有像人類一樣的語(yǔ)言能力,但是他們有別的通信手段,能夠知道同類的意思。這就是“心靈感應(yīng)”,也就是波動(dòng)語(yǔ)言。
在爬蟲類的腦發(fā)展的基礎(chǔ)上,哺乳類動(dòng)物的腦發(fā)展起來。這類動(dòng)物的腦中也有通信手段,能夠記憶和思考,這個(gè)通信手段就是想象。想象荷爾蒙能夠產(chǎn)生分子語(yǔ)言,分子語(yǔ)言也是語(yǔ)言的一種。狗和貓等哺乳類動(dòng)物雖然沒有語(yǔ)言,但是他們能夠明白同類的意思,就是因?yàn)槟軌蚴褂眯撵`感應(yīng)語(yǔ)言和想象語(yǔ)言。爬蟲類的大腦和靈長(zhǎng)類的之間有一條很寬的通道,所以哺乳類動(dòng)物能夠自由靈活的運(yùn)用心靈感應(yīng)和想象。
最外面的腦叫做靈長(zhǎng)類的腦,這部分腦具有下位層腦的機(jī)能,從這一表層腦中幾乎沒有任何物質(zhì)產(chǎn)生。當(dāng)下位層腦打開通往右腦的通路,右腦開始工作起來時(shí),就能夠自由的運(yùn)用心靈感應(yīng)和想象了。
在右腦出現(xiàn)以前發(fā)揮作用的是下位層腦,它具有傳遞回路,也就是具有心靈感應(yīng)通道和想象通道。這是因?yàn)樵谀X干(爬蟲類的腦)的右半球中存在著一條粗傳遞回路,可以和舊皮層進(jìn)行通信;而舊皮層(哺乳類的腦)的右半球中存在著一條細(xì)傳遞回路,可以和新皮層(靈長(zhǎng)類的腦)進(jìn)行通信。這就是為什么有些人具有特異功能、透視能力和預(yù)知能力的原因,他們的這兩條回路已經(jīng)打開,因而可以自由運(yùn)用心靈感應(yīng)通道和想象通道!只不過一般人的右腦睡著了,這兩條回路沒有開啟,所以無(wú)法領(lǐng)悟到右腦的神奇能力!一定要明白這一點(diǎn)。此外,還要知道,右腦和左腦的本質(zhì)功能是完全不同的。
右腦還具有一種想象機(jī)能,能夠?qū)⑹盏降男畔⑦M(jìn)行快速轉(zhuǎn)換。右腦是通過圖像進(jìn)行思考的腦半球,所以在聽到語(yǔ)言后能夠?qū)⑺兂蓤D像,或者能夠把圖像變 成語(yǔ) 言。但還不只如此,右腦還具有如下功能:它能夠把圖像變成數(shù)字,或把數(shù)字變成圖像;能夠瞬間把點(diǎn)的集合(點(diǎn)集)變成數(shù)字,或把數(shù)字變成點(diǎn)的集合;能夠把聲音變成圖像或樂譜;能夠把聲音變成顏色,把氣味變成圖像。
大腦回路是什么研究發(fā)現(xiàn)的這一大腦回路位于眶額前腦皮層(orbital frontal cortex,OFC)區(qū)域,正好在眼睛的后面。當(dāng)人類和動(dòng)物對(duì)自己的行為作出決策時(shí),該大腦回路就會(huì)把看到的和其他決策相關(guān)信息進(jìn)行編碼。如果人類大腦的這一區(qū)域由于中風(fēng)或其他原因受到損壞的話,他們就不可能改變自己的行為來適應(yīng)新的環(huán)境。
研究人員使用實(shí)驗(yàn)室老鼠來深入研究眶額前腦皮層到底怎樣將決策相關(guān)信息進(jìn)行編碼,同時(shí)檢查當(dāng)眶額前腦皮層受損時(shí)大腦 其它 部位受到怎樣的影響。他們將電極植入老鼠大腦內(nèi)與決策相關(guān)的區(qū)域,其中半數(shù)老鼠的一邊大腦眶額前腦皮層區(qū)域被損壞。隨后,觀察這些一半眶額前腦皮層區(qū)域正常、一半受損的老鼠對(duì)糖和鹽兩種不同氣味做出的反應(yīng)。通過電極,研究小組可以發(fā)現(xiàn)老鼠的神經(jīng)元在一種氣味前的“發(fā)火”(firing)速度是否高于在另一種氣味前。發(fā)火速度的快慢是老鼠思考活躍程度的表現(xiàn)??纛~前腦皮層受損的老鼠,其神經(jīng)元發(fā)火的速度明顯慢于正常老鼠。
然后,研究人員對(duì)兩種氣味進(jìn)行調(diào)換,即原來產(chǎn)生甜味的方向放的是鹽,產(chǎn)生咸味的方向放的是糖。他們發(fā)現(xiàn)眶額前腦皮層受損的老鼠其神經(jīng)系統(tǒng)反應(yīng)保持“緊閉”,即無(wú)法按照氣味改變來調(diào)節(jié)自己。
Saddoris指出,對(duì)于眶額前腦皮層受損的老鼠來說,似乎用于決策的神經(jīng)系統(tǒng)其運(yùn)作速度只是正常時(shí)的一小部分??纛~前腦皮層受損的動(dòng)物在作決策時(shí),受到老信息和不相關(guān)信息的支配。這就解釋了為何有些眶額前腦皮層受損的患者擁有正常學(xué)習(xí)的能力,但仍堅(jiān)持按照某一種特定的方式進(jìn)行行為表現(xiàn)。
如何打開右腦記憶回路人腦中有兩種記憶模式,第一是記憶模式,第二種時(shí)右腦模式。左腦模式是:我們99%的人記憶東西是從左腦進(jìn)去,這種回路進(jìn)去很慢,出來也很慢,種種回路學(xué)習(xí)速度超級(jí)慢。而右腦回路卻超級(jí)快,被稱為超記憶回路。這個(gè)回路是在右腦中有個(gè)間腦的部分,間腦是記憶的最底層最核心的一個(gè)部位。如果任何信息進(jìn)入間腦,那么這個(gè)信息將永生不會(huì)忘記。在這里打個(gè)比方,左腦記憶就相當(dāng)于在沙灘上寫字;右腦記憶相當(dāng)于鋼板上刻字。 所以,我們需要打通一個(gè)從外在信息進(jìn)入右腦中間腦的這樣一個(gè)回路。那么,怎么才能打開這個(gè)回路呢?人們朗讀 文章 的時(shí)候,間腦的能量比較集中,會(huì)產(chǎn)生新的突觸,也就是打開了新的回路。突觸,是腦科學(xué)里面的一種專業(yè)名詞,是一種記憶的神經(jīng)。
當(dāng)你朗讀英語(yǔ)的時(shí)候,你會(huì)制造一種叫做體內(nèi)共振音。這個(gè)共振音會(huì)和間腦這個(gè)部分產(chǎn)生共鳴和共振,一旦產(chǎn)生了共振,右腦這個(gè)回路就打開了,訊息就進(jìn)去了。其實(shí),不斷重復(fù)地朗讀、背誦就是為了打開右腦記憶回路。 有兩種方法可以帶愛右腦回路。第一是朗讀,照著字面去讀,也就是素讀;第二種是朗誦。還有,通過音樂可以瞬間打開這個(gè)回路,但這只是瞬間地、偶爾的。所以,用音樂來記憶和學(xué)習(xí),速度會(huì)很快,因?yàn)榻柚魳反蜷_這個(gè)回路,把信息通過這個(gè)回路幫它打進(jìn)去,因此記住的會(huì)非??臁?當(dāng)你念英語(yǔ)的時(shí)候,一定重復(fù)的去念一段話,為什么呢?是因?yàn)?,?dāng)你第一次念的時(shí)候,有可能你的左腦還是很清醒的。
當(dāng)你念到第十遍的時(shí)候,左腦就開始干其它事情了,然后右腦就跟著一遍一遍的重復(fù),就開始和右腦中的間腦這個(gè)部位開始共振,把信息輸入進(jìn)去,然后就慢慢的開啟這個(gè)回路。 實(shí)例: 虛空藏是佛,求聞持法就是把聽到的東西記住,這里說的是佛教中一種很神奇的咒語(yǔ),叫做“十八字記憶真言”——“南無(wú) 阿迦 舍揭 婆耶 唵 阿唎 迦么 唎慕 莎訶”;把這十八字真言每天念一萬(wàn)遍,連續(xù)念一百天,你即將開啟右腦中的超記憶回路。據(jù)史料記載,經(jīng)過這種訓(xùn)練的和尚,他們把二十頁(yè)的經(jīng)書,從頭到尾讀三遍,就可以徹底從第一個(gè)字背到最后一個(gè)字。 經(jīng)過這種訓(xùn)練的和尚,都產(chǎn)生了超級(jí)記憶力。因?yàn)闆]有人懂得這十八個(gè)字的意思,所以這直接在自然客觀上封閉了左腦的功能。走不了左腦就只能走右腦,可以右腦又沒有被開啟,所以只能拼命重復(fù)念,不斷的走右腦,就像鑿東西一樣,鑿了一百天,終于把右腦打開了,就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)回路,這就是右腦回路。
如何訓(xùn)練無(wú)意識(shí)記憶大腦的生理學(xué)表明,與大腦記憶密切相關(guān)的是大腦新皮層的顳葉舊皮層的海馬,大量而快速地向大腦無(wú)意思地輸入各種信息,這對(duì)大腦的來說,無(wú)疑是有一定的刺激作用,而這種刺激作用的速度越快越多,就越能夠在海馬構(gòu)筑想清晰而堅(jiān)固的記憶回路。
重復(fù)朗讀或?qū)W習(xí)的方法,一定會(huì)使大腦深層部分的神經(jīng)回路得到刺激,這些刺激的最終結(jié)果,必將形成與右腦有關(guān)的圖像能力,因此在大腦中將可能出現(xiàn)左右腦回路大面積相連的現(xiàn)象。
不過, 我還是建議你有意識(shí)的去記憶,只要找對(duì)方法,就能很快記住任何事物 按心理活動(dòng)是否帶有意志性和目的性分類,可以將記憶分為無(wú)意記憶和有意記憶兩種。無(wú)意識(shí)記憶既無(wú)意記憶,是指事先沒有預(yù)定目的、沒有經(jīng)過特殊努力的識(shí)記。在日常生活和學(xué)習(xí)活動(dòng)中,如參加集會(huì)、看電影、聊天、看報(bào)、聽 故事 等,并沒有給自己提出明確的識(shí)記任務(wù)和目的,也沒有付出特殊的意志努力或采取專門的 措施 來識(shí)記這些事物,但是它們卻自然而然地記在腦子里,成為個(gè)人知識(shí) 經(jīng)驗(yàn) 的組成部分,這就是無(wú)意記憶,也叫作不隨意記憶。這種記憶方式就是無(wú)意記憶法。
凡是比較突出、鮮明、能引起人們強(qiáng)烈好奇和濃厚興趣的材料,或具有強(qiáng)烈情緒色彩及對(duì)人意義重大的事情,都能引起無(wú)意記憶,而且,只要經(jīng)歷一次,就能自然而然地銘記在心,持久不忘。為此,有人把無(wú)意記憶法,又叫做自然記憶法。無(wú)意記憶法在人的學(xué)習(xí)中具有積極的意義,我們不可忽視。人的許多知識(shí)經(jīng)驗(yàn)是通過無(wú)意記憶取得的,越是低年級(jí)學(xué)生,依靠無(wú)意識(shí)記獲得知識(shí)的情況越多。無(wú)意記憶的效果與個(gè)體對(duì)事物的態(tài)度、需要、興趣有關(guān),這些心理因素能使無(wú)意識(shí)記獲得較佳效果。在教學(xué)中很好地組織無(wú)意識(shí)記,很好地發(fā)揮它的作用也是很有必要的。由于無(wú)意記憶的不足之處是帶有偶然性和片面性不能很好地獲得系統(tǒng)的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)和建構(gòu)整體知識(shí)結(jié)構(gòu)。
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以上就是關(guān)于大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的工作原理相關(guān)問題的回答。希望能幫到你,如有更多相關(guān)問題,您也可以聯(lián)系我們的客服進(jìn)行咨詢,客服也會(huì)為您講解更多精彩的知識(shí)和內(nèi)容。
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