機器智能 8. 抉擇：有篩選的信息傳遞 （轉）

抉擇：有篩選的信息傳遞

從這一篇起要具體介紹智能活動各層麵的機理了。當然第一個要介紹的是最底層的智能活動機製 -- “條件反射”。

在這裏首先要介紹一下人體神經網絡的結構。人類的神經係統分為中樞神經（腦和脊髓）係統和周圍神經係統兩大部分，無論中樞神經還是周圍神經，雖然它們的形態與功能有所不同，但都是由神經元相互連接而成。每一個神經元的基本結構主要包含三個部分：胞體（Cell body）樹突(Dendrite)和軸突(Axon)。胞體是神經元的主體，存有一定的電位表征著某種信息，樹突是信息的輸入裝置，它由很多分枝組成，有一些分枝作為神經末梢分布在感知器官裏，直接捕獲外界的信息，有一些分枝是用來與另一個神經元的軸突相毗鄰，將毗鄰的另一個神經元輸出的電位接受過來。而軸突相當於是信息的輸出裝置，它一般是一條長纖維，也稱為神經纖維，它的尾部軸突末梢也有分叉，它們將神經元胞體中的信息電位傳輸到多個連接著的神經元的樹突處，這樣兩個神經元就能連接了起來，據測算一個人身上這樣的神經元有上百億個，它們組成的網絡，被稱為神經網絡（Nerve net）。

但在這裏還要著重說明一下的是，兩個神經元之間的連接並不是直接地握手，而是間接地毗鄰相望，連接兩個神經元的樹突與軸突之間是有稍許的突觸間隙（Synaptic cleft）的，信息的傳輸是靠樹突與軸突之間突觸間隙裏的神經遞質(Neurotransmitter)來擔當“信使”的職責，在兩個神經元之間傳遞信息電位。而通過實驗證明，突觸間隙中的遞質物質是一直在動態調整的，當突觸間隙中的神經遞質比較多時兩個神經元之間的信息傳遞就會很通暢，輸入方的神經元容易從輸出方的神經元獲得足夠的電位引起興奮，而當突觸間隙中的神經遞質較少時，則兩個神經元中的傳遞電位就會消弱，而當消弱到一定的閾值之下，則無法引起輸入方神經元的興奮，產生抑製反應。這樣的機製使得神經網絡可以通過調節神經元之間的神經遞質的量，方便地控製信息在網絡中傳遞的效率與路徑了。這也就是為什麽神經元之間的連接不是直接連接，而是間接連接的最主要原因，人的整個神經係統就是這樣一張可以動態調整的網絡。

由於篇幅所限我這裏不再具體展開說明神經元中電位傳遞的詳細過程，隻是告訴大家經腦科學的研究所有的傳遞過程都是基於現在我們完全可以理解的物理化學反應來完成的，沒有任何神秘之處。正因為是物理化學反應，這樣的信息傳遞過程可以在無意識的情況下自動地執行，但又恰恰因為前麵所述的神經網絡的結構特性，決定了輸入方神經元對輸出方神經元提供的信息的接受是有條件的接受，是一種聰明的“抉擇”過程。用簡單的數學模型來描述這個機製的話，這是一種可動態調整權重的加權選擇、傳遞過程。還要說明的是，雖然條件反射機製在周圍神經係統中表現得更為明顯，但其實在中樞神經係統中運行的更為複雜的智能活動的基礎也是這裏介紹的條件反射機製，它是人類整個智能活動的基礎，

可以看出這是一個非常精妙的設計，用一個簡單的物理化學反應機理來刷選外來的信息，並決定後續傳遞的路徑，從而構建起後續我們會逐步介紹的人類的所有思維活動的基礎。這樣的設計雖然簡單，但它所有環節都不是個體人單獨所能左右決定的，而是在包括人類在內的所有動物的在長期演化過程中逐漸優勝劣汰的結果。對於個體而言，“條件反射”層麵的智能機製完全隻能靠遺傳來獲得。

篇外：
有一個有趣的現象，人的智能活動中心在人的大腦，但是人的智能活動並不局限於大腦，人的神經網絡的末端分布於整個人體。各個器官中的神經 端都會選擇性地將自己認為重要的信息傳遞給上層神經去處理，而將非重要的信息都屏蔽在底層處理，或者直接無視了，例如，人體各器官自身的運作信息大都是被各器官的神經所截獲，而沒有升級到大腦神經，這也造成了我們自己往往無法全盤了解自己各器官的運行情況，它們的運行也基本不受我們大腦指令的控製，而是在各器官之間的協同下自行完成的，人類絕大多數器官的協同就是依靠無意識的條件反射式的智能活動來完成的。對於機械式運作的器官來講，這樣的安排是既有效且又是最高效的。