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科技日报驻德国记者 李山

近日,德国科学家在一项针对人类受试者的研究中发现,许多变化的刺激不一定会使学习任务变得更加困难,可变性也可能是学习的一大优势,因为它可促进泛化。该研究还表明训练的类型可影响大脑的学习策略,同时影响大脑中学习发生的位置。相关成果发表在《当代生物学》杂志上。

感知的一个基本问题在于从非常多变的环境中过滤出相关信息。众所周知,视觉系统通过学习哪些信息是始终不变的来实现这一点。例如,即使人们的视角发生变化或者它穿着狗夹克,人们也总是能识别出狗。这种泛化过程提高了感知性能,被称为感知学习。以前并不清楚环境中的巨大变化如何影响这个学习过程。

此前,人们一直以为变化的刺激会损害视觉学习。现在,德国灵长类动物研究中心—莱布尼茨灵长类动物研究所和欧洲神经科学研究所的科学家发现,这种可变性也可能是学习的一大优势,因为它可促进泛化,即将学到的行为应用于新刺激。

新研究基于两个假设。在泛化策略中,学习依赖于那些忽略不重要刺激的神经元。在专业化策略中,学习通过与任务相关和无关的特征紧密匹配的神经元来实现。研究中有4组受试者接受了训练,以识别线条图案方向上的微小差异。相关任务是检测线条是否向顺时针或逆时针方向倾斜,在实验过程中,有两组训练中线条的行数会发生变化。

人工神经网络训练程序的计算机模拟也证实了泛化策略的假设。这项研究表明,训练的类型可影响大脑的学习策略,因此也可能影响大脑中学习发生的位置。更多的训练变化意味着人们能更好地应对新的挑战。

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