机器智能 8. 抉择：有筛选的信息传递 （转）

抉择：有筛选的信息传递

从这一篇起要具体介绍智能活动各层面的机理了。当然第一个要介绍的是最底层的智能活动机制 -- “条件反射”。

在这里首先要介绍一下人体神经网络的结构。人类的神经系统分为中枢神经（脑和脊髓）系统和周围神经系统两大部分，无论中枢神经还是周围神经，虽然它们的形态与功能有所不同，但都是由神经元相互连接而成。每一个神经元的基本结构主要包含三个部分：胞体（Cell body）树突(Dendrite)和轴突(Axon)。胞体是神经元的主体，存有一定的电位表征着某种信息，树突是信息的输入装置，它由很多分枝组成，有一些分枝作为神经末梢分布在感知器官里，直接捕获外界的信息，有一些分枝是用来与另一个神经元的轴突相毗邻，将毗邻的另一个神经元输出的电位接受过来。而轴突相当于是信息的输出装置，它一般是一条长纤维，也称为神经纤维，它的尾部轴突末梢也有分叉，它们将神经元胞体中的信息电位传输到多个连接着的神经元的树突处，这样两个神经元就能连接了起来，据测算一个人身上这样的神经元有上百亿个，它们组成的网络，被称为神经网络（Nerve net）。

但在这里还要着重说明一下的是，两个神经元之间的连接并不是直接地握手，而是间接地毗邻相望，连接两个神经元的树突与轴突之间是有稍许的突触间隙（Synaptic cleft）的，信息的传输是靠树突与轴突之间突触间隙里的神经递质(Neurotransmitter)来担当“信使”的职责，在两个神经元之间传递信息电位。而通过实验证明，突触间隙中的递质物质是一直在动态调整的，当突触间隙中的神经递质比较多时两个神经元之间的信息传递就会很通畅，输入方的神经元容易从输出方的神经元获得足够的电位引起兴奋，而当突触间隙中的神经递质较少时，则两个神经元中的传递电位就会消弱，而当消弱到一定的阈值之下，则无法引起输入方神经元的兴奋，产生抑制反应。这样的机制使得神经网络可以通过调节神经元之间的神经递质的量，方便地控制信息在网络中传递的效率与路径了。这也就是为什么神经元之间的连接不是直接连接，而是间接连接的最主要原因，人的整个神经系统就是这样一张可以动态调整的网络。

由于篇幅所限我这里不再具体展开说明神经元中电位传递的详细过程，只是告诉大家经脑科学的研究所有的传递过程都是基于现在我们完全可以理解的物理化学反应来完成的，没有任何神秘之处。正因为是物理化学反应，这样的信息传递过程可以在无意识的情况下自动地执行，但又恰恰因为前面所述的神经网络的结构特性，决定了输入方神经元对输出方神经元提供的信息的接受是有条件的接受，是一种聪明的“抉择”过程。用简单的数学模型来描述这个机制的话，这是一种可动态调整权重的加权选择、传递过程。还要说明的是，虽然条件反射机制在周围神经系统中表现得更为明显，但其实在中枢神经系统中运行的更为复杂的智能活动的基础也是这里介绍的条件反射机制，它是人类整个智能活动的基础，

可以看出这是一个非常精妙的设计，用一个简单的物理化学反应机理来刷选外来的信息，并决定后续传递的路径，从而构建起后续我们会逐步介绍的人类的所有思维活动的基础。这样的设计虽然简单，但它所有环节都不是个体人单独所能左右决定的，而是在包括人类在内的所有动物的在长期演化过程中逐渐优胜劣汰的结果。对于个体而言，“条件反射”层面的智能机制完全只能靠遗传来获得。

篇外：
有一个有趣的现象，人的智能活动中心在人的大脑，但是人的智能活动并不局限于大脑，人的神经网络的末端分布于整个人体。各个器官中的神经 端都会选择性地将自己认为重要的信息传递给上层神经去处理，而将非重要的信息都屏蔽在底层处理，或者直接无视了，例如，人体各器官自身的运作信息大都是被各器官的神经所截获，而没有升级到大脑神经，这也造成了我们自己往往无法全盘了解自己各器官的运行情况，它们的运行也基本不受我们大脑指令的控制，而是在各器官之间的协同下自行完成的，人类绝大多数器官的协同就是依靠无意识的条件反射式的智能活动来完成的。对于机械式运作的器官来讲，这样的安排是既有效且又是最高效的。