||
脑具备信息处理系统的功能,研究大脑时,可以把脑看成“一种特别的信息处理系统”。目前神经生物学一个受关注的研究方向是大脑的整体运作机制是怎样的,这个研究方向包括了人们关注的问题:"脑中分子层面的活动如何影响、决定细胞层面的活动;细胞层面的活动如何影响、决定微环路和环路层面的活动并最终影响、决定系统层面的活动和功能?"。当从信息处理系统角度对脑进行研究,把大脑运作机制看成“一种特别的信息处理系统的运作机制”时,这个研究方向涉及信息系统研究中的“系统体系结构”、“系统组成原理”、等方面的问题。笔者多年前就已开始了这个方向的研究工作,并已发表了一系列关于脑整体运作机制的论文。
在神经生物学、解剖学、生物化学、生理学、病理学、药理学、脑电图学、医学影像学等学科的发展历程和临床医学实践中,人们积累了分子层面、细胞层面、微环路和环路层面、系统层面(例如人各种情况下的脑电现象和症状等)的各种知识和实践经验。同时,尽管脑这一信息系统的系统体系结构、系统组成原理、等和冯诺依曼体系的计算机不同,但计算机科学与工程中的一个研究分支:人工智能和人工神经网络的充分发展产生了很多有用的量化分析工具和经验,如结构风险最小化相关理论等量化分析工具。
如果把脑这一信息处理系统的“系统体系架构”、“系统组成原理”、等看成一套未知的待探索的机制,已积累的“分子层面、细胞层面、微环路和环路层面、系统层面的各种知识和实践经验”可以看成“自然和人们无意中编排设计的、探索脑信息处理运作机制的实验获得的数据和结果”,因此,综合整理分析已有的各层面的知识,建立有坚实解剖学基础、能联系各层面、能解释已知的各种现象、量化描述大脑信息处理过程的模型和框架,发现、掌握系统运作所遵循的基本规律和原理,会对更深刻理解大脑信息处理运作机制有所帮助;将有利于对各种神经系统疾病发病机制的理解、治疗方案的制定;也将有助于我们更深刻地理解,理性、客观地对待我们已知的各种知识和所建立的各种理论。
综合整理分析、建立量化描述模型、探索系统运作所遵循的基本规律和原理是一项繁杂艰巨的工作,笔者在多年前就已经开始了这项工作,并已发表了一系列论文。笔者在整理分析数据、建立模型的过程中,有一定的心得,2006年开始投稿,后来在于2006年开始在一些网站发布,2007年3月正式发表论文[1]提出血液循环(包括微循环)机制在大脑运作过程起到时序控制的作用,在研究大脑运作机制的时候,要考虑血液周期性灌注的影响;分析了各种脑电现象形成的机制和原因;等。
笔者在上述论文和一系列发表于网站、全国学术会议、期刊等的论文(这些论文发表于2006年至2012年)中,提出了血液循环在大脑处理信息的过程中具有时序控制作用;分析了各种脑电现象形成的机制和原因;建立了能联系各个层面的描述大脑处理信息过程的量化模型,用量化模型结合结构风险最小化相关理论分析说明时序控制作用对大脑高效可靠处理信息的意义;汇总介绍量化模型中的细节;分析了大脑能正确而高效处理信息,使智力能够诞生的原因;分析了理论建立和应用过程的神经生理学原理、只能有相对真理的神经生理学原因;还建立和介绍了另外一种量化分析方案;等。
最近,笔者将已发表在文献[1-20] (这些论文发表于2006年至2012年)的量化模型和一些细节分四部分以综合报告形式再次进行综合介绍,以期对同行更好理解大脑整体运作机制有所帮助。这份综合报告已经在8月份在线出版,9月份在中国神经科学学会第十次全国学术会议交流。
这份综合报告共包括四部分,第一部分共六点,对量化模型进行整体介绍,量化模型中,把有反馈回路的神经网络分解为一系列前向网络集合;把对有反馈回路网络的训练等效为对一系列前向网络集合的训练;信息存储的过程是对一系列前向网络的训练过程;信息提取的过程是训练后的前向网络集合对一系列输入样本的处理过程。第二部分共五点,介绍关于大脑处理信息的网络分析,样本定义,信息存储、提取过程如何量化为训练样本对网络集合的训练、训练完成后的网络对外界输入信息进行处理相关的细节。第三部分共十一点:介绍了血液循环时序控制作用意义;介绍了大脑能正确、高效、可靠处理信息的原因在于通过“在存储一个信息(例如一幅图)时,分解出来的前向网络用输入输出向量样本集合的分布特性存储信息(‘样本’的定义综合报告第一、二部分有再次介绍),在信息存储和提取时采用文献[1-17]所述运作机制”的解决方案解决了大规模神经网络处理复杂信息时的样本量和网络规模匹配问题,并保证了信息的可靠存取;介绍了相关的细节和图示。第四部分共四点:分析了理论建立和应用过程的神经生理学原理;分析了只能有相对真理的神经生理学原因;分析了大脑能正确而高效处理信息、使智力能够诞生的原因;第四部分还介绍了另外一种量化方案。
综合报告链接:
http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=746780&do=blog&id=677697
发表的文献列表:
[1] 谢勤,王乙容.大脑处理信息的过程存储与重组模型[J].现代生物医学进展,2007,(3):432-435,439
Xie Qin, Wang Yi-rong. Storing and Re-engineering of Models of Cerebral Information Process [J]. Progress of
Modern Biomedicine, 2007,(3):432-435,439
[2] 谢勤.血液循环在大脑信息处理过程中的时序控制作用[J].现代生物医学进展,2008,(6):1152-1159
Xie Qin. Timer Role of Blood Circulation When Brain Processing Information [J].Progress of Modern
Biomedicine, 2008, (6):1152-1159
[3] 谢勤.过程存储与重组模型[Z].www.sciam.com.cn,2006
Xie Qin. Model of Process Storing and Recalling [Z].www.sciam.com.cn, 2006
[4] 谢勤.一种关于脑电波起源和含义的观点[C].中国神经科学学会第七次全国学术会议论文集.北京:科学出版社,
2007:144
Xie Qin. A Viewpoint about origin and meaning of EEGs[C].Proceedings of the 7th Biennial Meeting and the 5th
Congress of the Chinese Society for Neuroscience. Beijing: Science Press, 2007:144
[5] 谢勤.血液循环在大脑信息处理过程中的时序控制作用整理[C].中国神经科学学会第八次全国学术会议论文集.北京:科学
出版社, 2009: 135
Xie Qin. A Review of <Timer Role of Blood Circulation When Brain Processing Information>[C].Proceedings of
the 8th Biennial Meeting of the Chinese Society for Neuroscience. Beijing: Science Press. 2009: 135 Official
Publish Date: 2009
[6] 谢勤.血液循环在大脑信息处理过程中的时序控制作用整理[J].中外健康文摘,2011,8(20):93-98
Xie Qin. A Review of <Timer Role of Blood Circulation When Brain Processing Information>[J].World Health
Digest, 2011, 8(20) : 93-98 Official Publish Date: May, 2011
[7] 谢勤.大脑处理信息的样本量和网络规模问题[J].中外健康文摘,2011,8(21):88-91
Xie Qin. Matching Problem of Sample Quantity and Network Scale when Brain Processing Information [J].World
Health Digest, 2011, 8(21): 88-91 Official Publish Date: May, 2011
[8] 谢勤.大脑处理信息量化模型中的另一种样本重组方案[J].中外健康文摘,2011,8(22):209-210
Xie Qin. Another Sample Recombination Solution for Quantitative Model of Brain Information Processing
[J].World Health Digest, 2011, 8(22): 209-210 Official Publish Date: June, 2011
[9] 谢勤.大脑处理信息的样本量和网络规模问题[C].中国神经科学学会第九次全国学术会议论文集.北京:科学出版社,
2011: 366
Xie Qin. Matching Problem of Sample Quantity and Network Scale when Brain Processing Information
[C].Proceedings of the 9th Biennial Meeting of the Chinese Society for Neuroscience. Beijing: Science Press.
2011: 366
[10] 谢勤.大脑处理信息量化模型中的细节汇编[J].中外健康文摘,2011,8(48):78-80
Xie Qin. Details of Quantitative Model of Brain Information Processing [J].World Health Digest, 2011, 8(48):
78-80 Official Publish Date: December, 2011
[11] 谢勤.大脑处理信息量化模型中的细节汇编二[J].中外健康文摘,2012,9(4):101-102
Xie Qin. Details of Quantitative Model of Brain Information Processing II [J].World Health Digest, 2012, 9
(4):101-102 Official Publish Date: January, 2012
[12] 谢勤.大脑处理信息量化模型中的细节汇编三[J].中外健康文摘,2012,9(16):61-62
Xie Qin. Details of Quantitative Model of Brain Information Processing III [J].World Health Digest, 2012, 9
(16):61-62 Official Publish Date: April, 2012
[13] 谢勤.大脑处理信息量化模型中的细节汇编四[J].中外健康文摘,2012,9(23):193-194
Xie Qin. Details of Quantitative Model of Brain Information Processing IV [J].World Health Digest, 2012, 9
(23):193-194 Official Publish Date: June, 2012
[14] 谢勤.大脑处理信息量化模型中的细节汇编五[J].中外健康文摘,2012,9(20):56-57
Xie Qin. Details of Quantitative Model of Brain Information Processing V [J].World Health Digest, 2012, 9
(20):56-57 Official Publish Date: May, 2012
[15] 谢勤.大脑处理信息量化模型中的细节汇编六[J].中外健康文摘,2012,9(29):238-239
Xie Qin. Details of Quantitative Model of Brain Information Processing VI [J].World Health Digest, 2012, 9
(29):238-239 Official Publish Date: July, 2012
[16] 谢勤.大脑处理信息量化模型中的细节汇编七[J].中外健康文摘,2012,9(33):45-46
Xie Qin. Details of Quantitative Model of Brain Information Processing VII [J].World Health Digest, 2012, 9
(33):45-46 Official Publish Date: August, 2012
[17] 谢勤.大脑处理信息量化模型中的细节汇编八[J].中外健康文摘,2012,9(39):393-395
Xie Qin. Details of Quantitative Model of Brain Information Processing VIII [J].World Health Digest, 2012, 9
(39):393-395 Official Publish Date: September, 2012
[18] 谢勤.大脑处理信息量化模型中的细节汇编九[J].中外健康文摘,2012,9(39):402-403
Xie Qin. Details of Quantitative Model of Brain Information Processing IX [J].World Health Digest, 2012, 9
(39):402-403 Official Publish Date: September, 2012
[19] 谢勤.大脑处理信息量化模型中的细节汇编十[J].中外健康文摘,2012,9(39):407-408
Xie Qin. Details of Quantitative Model of Brain Information Processing X [J].World Health Digest, 2012,
9(39):407-408 Official Publish Date: September, 2012
[20] 谢勤.大脑处理信息量化模型中的细节汇编十一[J].中外健康文摘,2012,9(50):112-113
Xie Qin. Details of Quantitative Model of Brain Information Processing XI [J].World Health Digest, 2012,
9(50):112-113 Official Publish Date: December, 2012
出版的量化模型综合报告文献:
[21] 谢勤.大脑处理信息量化模型和细节综合报告[J]Xie Qin. Comprehensive Report Of A Quantitative Model Of Brain
Information Processing And Its Details [J] wanfangdata Online Publish Date: August, 2013
[22] 谢勤.基于量化模型的对大脑高效可靠处理信息实现机制的分析[J] Xie Qin. Comprehensive Report Of A
Quantitative Model Of Brain Information Processing And Its Details II [J] wanfangdataOnline Publish Date:
August, 2013
[23] 谢勤.基于大脑处理信息量化模型的对若干认知问题的分析[J] Xie Qin. Comprehensive Report Of A Quantitative
Model Of Brain Information Processing And Its Details III [J] wanfangdata Online Publish Date: August, 2013
[24] 谢勤.大脑处理信息量化模型和细节综合报告[C].中国神经科学学会第十次全国学术会议论文集.北京:科学出版社,
2013 Xie Qin. Comprehensive Report Of A Quantitative Model Of Brain Information Processing And Its Details
[C].Proceedings of the 10th Biennial Meeting of the Chinese Society for Neuroscience. Beijing: Science Press.
2013
综合报告下载链接 http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=746780&do=blog&id=731357
2006年放在网络上的一个论文稿:
Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )
GMT+8, 2024-9-23 23:40
Powered by ScienceNet.cn
Copyright © 2007- 中国科学报社