近日，解放軍總醫(yī)院第九醫(yī)學中心、中國科學院自動化研究所、吉林大學第一醫(yī)院聯(lián)合團隊，在《自然·通訊》（Nature Communications）發(fā)表重要成果，揭示靈長類大腦“學會學習”的神經(jīng)機制，破解知識復用與靈活適應(yīng)的平衡難題。

大腦如何實現(xiàn)“舉一反三”，始終是認知科學謎題。團隊以3只雄性獼猴為對象，開展視覺—運動映射任務(wù)訓練，記錄背外側(cè)前運動皮層728個神經(jīng)單元活動，發(fā)現(xiàn)獼猴學習同類新任務(wù)效率顯著提升，遇規(guī)則沖突任務(wù)則學習變慢，證實靈長類可提取并遷移抽象決策規(guī)則，沖突時復用失效。

研究團隊通過實驗驗證了兩個子空間的功能關(guān)聯(lián)，兩個子空間的近乎正交性，讓穩(wěn)定的知識存儲與靈活的全新信息編碼得以同時實現(xiàn)，徹底避免了“學新忘舊”或“守舊難學新”的問題。

值得注意的是，學界此前僅在海馬體、前額葉皮層等負責高級認知的腦區(qū)發(fā)現(xiàn)過神經(jīng)相關(guān)圖式，而本次研究在負責運動與決策的背外側(cè)前運動皮層也發(fā)現(xiàn)了這一模式，表明領(lǐng)域特異性的圖式復用并非屬于某個腦區(qū)，而是靈長類大腦普遍的神經(jīng)組織原則。

該發(fā)現(xiàn)將神經(jīng)圖式從海馬體、前額葉，拓展至運動決策腦區(qū)，表明圖式復用是靈長類大腦普遍組織原則。成果獲國家科技創(chuàng)新2030“腦科學與類腦研究”重大項目等資助，共同通訊作者為顧建文教授、余山研究員。

這一成果不僅深化了我們對靈長類大腦學習機制的理解，也為人工智能的發(fā)展提供了重要啟示。解放軍總醫(yī)院第九醫(yī)學中心顧建文教授表示，該機制的發(fā)現(xiàn)從創(chuàng)新的角度解析了大腦“學會學習”的機制機理。在此基礎(chǔ)上，借鑒大腦的正交表征空間策略，讓AI將核心的規(guī)則知識放在專門的“決策領(lǐng)域”穩(wěn)定保存，同時用獨立的“刺激領(lǐng)域”處理新的具體信息，有望助力AI具備像人類大腦一樣快速學習、靈活適應(yīng)的能力。

主管| 解放軍總醫(yī)院政治工作部

主辦| 宣傳處融媒體中心

來源 | 第九醫(yī)學中心

撰文 | 何　芳　劉　燕

刊期 | 第3075期

總編：熊　剛

主編：晏　黎

編審：張　密　李笑一

編輯：劉超英