科技日報北京2月13日電 （記者張佳星）會(huì )打網(wǎng)球的人打羽毛球上手更快，掌握一種解題思路后能輕松應對同類(lèi)題目，大腦是如何復用已有知識做到“舉一反三”的？中國科學(xué)院自動(dòng)化研究所、解放軍總醫院第九醫學(xué)中心、吉林大學(xué)第一醫院聯(lián)合研究團隊首次發(fā)現，靈長(cháng)類(lèi)大腦會(huì )通過(guò)領(lǐng)域特異性的圖式復用，以及近乎正交的神經(jīng)表征空間組織，巧妙平衡學(xué)習的穩定性與靈活性。相關(guān)研究成果近日發(fā)表在國際知名期刊《自然·通訊》上。

論文通訊作者之一、解放軍總醫院第九醫學(xué)中心顧建文教授13日告訴科技日報記者，該機制的發(fā)現從創(chuàng )新角度解析了大腦“學(xué)會(huì )學(xué)習”的機制機理。在此基礎上，借鑒大腦的正交表征空間策略，AI（人工智能）將核心規則知識放在專(zhuān)門(mén)的“決策領(lǐng)域”穩定保存，同時(shí)用獨立的“刺激領(lǐng)域”處理新的具體信息，有望助力AI具備像人類(lèi)大腦一樣快速學(xué)習、靈活適應的能力。

據介紹，研究團隊以3只雄性獼猴為實(shí)驗對象，圍繞背外側前運動(dòng)皮層展開(kāi)研究，記錄下獼猴腦區728個(gè)神經(jīng)單元的活動(dòng)信號，分析其神經(jīng)活動(dòng)與學(xué)習行為的關(guān)聯(lián)性。

研究發(fā)現，獼猴在學(xué)習相似的新任務(wù)時(shí)，速度會(huì )隨訓練的推進(jìn)而顯著(zhù)提升，復習舊任務(wù)的效率大幅提高，但面對與原有規則相悖的反向配對任務(wù)時(shí)，學(xué)習速度明顯變慢，靈長(cháng)類(lèi)動(dòng)物和人類(lèi)有著(zhù)相似的規律。

通過(guò)對神經(jīng)活動(dòng)的深入分析，研究團隊發(fā)現，獼猴背外側前運動(dòng)皮層的神經(jīng)群體活動(dòng)會(huì )自發(fā)形成兩個(gè)近乎正交的表征空間，即決策子空間和刺激子空間。他們還通過(guò)實(shí)驗驗證了兩個(gè)子空間的功能關(guān)聯(lián)，兩個(gè)子空間的近乎正交性讓穩定的知識存儲與靈活的全新信息編碼得以同時(shí)實(shí)現，徹底避免了“學(xué)新忘舊”或“守舊難學(xué)新”的問(wèn)題。