王富博博学魔方盲拧通关秘籍

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动态神经元集群内的关系有三方面：其一，解剖上的空间关系， 可用空间关系编码信息。如处于大脑皮层不同部位的神经细胞编码来  自不同通道不同感官的属于事物不同质的信息。其二，时间关系。即  各神经冲动时间上的同时或先后关系也用来编码信息。例如，靠信号  之间的时间间隔、频率、编码对象的量的信息，如信号的强度。在神  经生理研究的启发下，已提出了一些关于时间编码信息的理论模型。 Hopfield提出利用神经系统中存在的振荡现象，来实现信息的编码和  译码。该模型认为当神经细胞的峰发放同时到达某一识别对象时使它  得到最大的响应而被识别。考虑到人脑的高级功能信息表达像用时间 间隔这类要求严格对应的方式不大可能出现，这种方式在几个神经元  之间配合亦不容易，脑的高级功能依靠几百万上千万个神经元的相互  配合，实际上是不可能的，但在外周系统中特别是较低等生物比较单纯的任务中，神经系统可能采用峰发放的时间编码信息。其三，是在 有限时间段内时空统一的关系。时空统一的关系用于编码心理活动整 体信息的可能性最大。

(二)时空统一的信息编码

时空统一信息编码指一定的神经细胞活动的空间与时间关系相互 结合负载或编码一定的信息，表示一定的对象。近几年通过实验发现  神经系统中不同区域的神经元间存在40HZ左右的神经发放同步振  荡，其相位差不超过1毫秒，远小于两区域间传递延迟。而且这一同 步在同一对象刺激引起的细胞反应间才明显出现，这意谓着细胞间兴  奋的时间协调可能有重要意义。神经细胞间的同步活动可使分离在脑  不同部位的对象的不同特征的表示组装起来以表达一个对象，而且不  会导致组合爆炸的结果。Von dermalsburg曾提出了应用神经元群体的  动态同步活动实现对象特征的组装的理论设想。大量实验证明，神经  元活动的同步化现象在神经系统中广泛存在。不但在哺乳类视觉中同  一功能柱内细胞间存在，如17区内相距7毫米以上的细胞间存在。 在猫和猴的视觉皮层间也可发现，并且大脑两个半球之间也可实现同  步发放。而且在其它感觉皮层区及运动皮层区间也有细胞活动的同步 振荡。同一同步活动在一个时间间隔内保持，如在猫的视皮层中可持 续几百毫秒。实验发现，猴的运动皮层中当动物处于纯内部事件(无 外输入，如预测某一刺激或事件的出现)时有些细胞之间同步发放增 加。与某些外部或内部事件同时出现的神经元发放同步化，这对了解 其信息处理具有重要价值。对神经元间同步振荡的功能意义已经提出 了一些假说，它可能是实现将一个对象相互分离在不同脑区的特征的  表达组装起来的机制。这种结合极灵活而又不导致组合爆炸。还有的 人提议同步振荡为视知觉意识产生的机制。但在麻醉动物也有同步振  荡发生，故仅同步振荡还不是意识产生的充要条件，也许要一定形式 和强度的同步振荡才能与意识相对应。

其一，由单一个刺激或可以组合成一个感知对象的刺激  所激励的在空间上分开的神经元间的响应可以显示同步振荡；其二， 在特定皮层区神经元间的同步会经常发生。但对共同特征或感知对象  响应的分布于不同皮层区的细胞间也可以发生同步活动；其三，在特  定区内或皮层间神经响应的同步频率，反映某些用于感知组合的格式  塔准则；其四，如果刺激的状况变化和要求新的联合，各个神经元必 须可能快速改变它们同步响应的模式；其五，如在景物中有多于一个  对象时，几个不同组合均可形成。属于同一组合的细胞应显示响应的 同步，而属于不同组合的神经元放电之间不存在时间的一致关系；其  六，同步化的出现是分布在皮层的细胞相互和平行的交互作用基础上  的自组织过程的结果；其七，根据将这些分布响应结合在一起的功能 结构准则，决定同步化概率的联系应高度特异；其八，同步化联接应  允许在神经元响应已表示某些选择性特征的处理水平上相互作用。这  预示皮层一皮层间的联系同步化有贡献；其九，同步化联接应采用适  应性突触，允许突触权重因使用而长期调变，使在感知学习中新的对  象表达被设置时，获得新的组合；其十，这种因使用而产生之突触改  变应服从相关律，即突触前与突触后经常相关地活动，则突触权重应  增加，而在不相关时则减少，这样要求编码常常一致出现的特征的细 胞增强组合，而这些特征组成一定对象；其十一，这种组合的操作应  出现在多个处理阶段，因为对“有意义”的组合的搜寻应在不同的空  间范围和根据不同的特征领域中完成。这可以由将组合操作分布于不 同皮层区来达到。由于输入联接的再投射，不同区域的邻接关系是不 同的。

神经元之间的“同步振荡现象，丰富了神经元群体编码信息的理 论观点。发展了动态神经元组合的设想。神经元可能通过临时性的兴 奋组合的表达事件。一群神经元在一段时间内参与表示某一事件，而 在另一段时间内又可参与表示另一事件。神经元组合的规模也可以因所表示事件内容的复杂程度而变化，使有限的神经元可以组合起来表 达无限丰富多彩的外部世界”,①以及外部世界与主体世界的相互作用 存在。

(四)神经细胞间的时间相关性活动与记忆编码及心理状态假说

根据Hebb学习原则，同步振荡编码原理有利于解释神经系统对 信息的记忆。相互联接的神经元之间的同步发放是加强其间相互联结 强度(突触联接权重)的最有效途径，而一旦神经突触联接权变化就 能记录被它编码的信息。

由于神经系统的结构是多级的，从其功能表现看在功能上也可能 是多级递阶的。脑内应有多级的神经表达。同步振荡机制有利于此种  多级表示的形成。当一组神经元兴奋表达一对象的一种特征，而多个  特征相对应的各组神经元可以产生同步发放。这些同步发放的神经元  群容易推动另一组神经元兴奋，而这新的神经元群的兴奋就可能成为  高一级的表示，即对象的抽象表示。如果这样的推理是正确的话，那  么同步振荡也可能是在上级和下级之间相互作用下最终出现的结果。 这提出了一个同步振荡在脑内形成的动态过程的设想。动态神经元集 群同步发放的频率一般在40HZ左右，一般可持续几百毫秒，此时间 尺度很接近本书假说的人类心理状态时间尺度。如对一事物认知和持  续知觉的时间。联系本书心理状态假说模型，同步发放的时间尺度不  正是心理状态的历时态时间尺度吗?这决不是偶然的巧合。根据心理  状态假说，心理状态的主信号在几百毫秒内生存，不低于300毫秒， 平均收敛于500毫秒。心理状态的生成和瓦解都服从指数函数关系， 心理状态的瓦解时间尺度从理论上计算应以3.5秒至5秒为极限。 心理状态模型是基于信息加工和动态神经元集群假说的模型。而信息  通过动态神经元集群编码是心理状态假说顺理成章的理论外推。