大脑对信息的处理

大脑对信息的处理

一、我们对颜色的反应强于文字，那大脑是如何处理？

大脑处理文字信息比处理图像信息快。右脑的五感包藏在右脑底部，可称为「本能的五感」，控制著自律神经与宇宙波动共振等，和潜意识有关。右脑是将收到的讯息以图像处理，瞬间即可处理完毕，因此能够把大量的资讯一并处理(心算、速读等即为右脑处理资讯的表现方式)。一般人右脑的五感都受到左脑理性的控制与压抑，因此很难发挥即有的潜在本能。然而懂得活用右脑的人，听音就可以辨色，或者浮现图像、闻到味道等。心理学家称这种情形为「共感」这就是右脑的潜能。

右脑是图像脑，侧重于处理随意的，想象的，直觉的以及多感观的影像。右脑是通过图像进行思考的半球，所以能够将语言变成图像，不仅如此，右脑还能把数字变成图象，把气味变成图像。右脑将看到，听到和想到的事物，全部转化为图像进行思考和记忆。当右脑想记住什么内容时，都先把它们转化成图像摄入脑海，就像照相机一样，把内容在大脑中定格成一幅图。用到时，脑海中的图像便浮现在眼前。右脑照相记忆的速度远远大于左脑，这是由于处理信息时，左脑将信息进行词汇化处理，五感也要变成语言才能传达出去，所以花时间。而右脑将信息以图像化处理，所以非常迅速，只要花几秒就可以。由于右脑具有超高速信息输入的喜好，因此3分钟阅读完一本书，即所谓的“波动速读”影像阅读，更是把右脑的影像记忆功能发挥到了极致。

科学研究证明，大脑分为左半球和右半球。左半球是管人的右边的一切活动的，一般左脑具有语言、概念、数字、分析、逻辑推理等功能；右半球是管人的左边的一切活动的，右脑具有音乐、绘画、空间几何、想像、综合等功能。而左右脑的发育程度不同，隐含了你的很多特质和天赋的秘密：理解数学和语言的脑细胞集中在左半球；发挥情感、欣赏艺术的脑细胞集中在右半球。右半脑发达的人在知觉和想像力方面有可能更强一些；而且知觉、空间感和把握全局的能力都有可能更强一些。在各种动作上相对更敏捷一些。右脑最重要的贡献是创造性思维。右脑不拘泥于局部的分析，而是统观全局，以大胆猜测跳跃式地前进，达到直觉的结论。在有些人身上，直觉思维甚至变成一种先知能力，使他们能预知未来的变化，事先做出重大决策。左脑的记忆回路是低速记忆，而右脑的是高速记忆，左脑记忆是一种“劣根记忆”，右脑记忆则让人惊叹，它有“过目不忘”的本事处理简单的语言问题时人们左脑相对活跃；左脑发达的人处理事情比较有逻辑、条理。左脑发达在社交场合比较活跃，善于判断各种关系和因果。左脑发达善于统计，方向感强。左脑发达善于组织。左脑发达善于做技术类、抽象的工作（如电脑编程）。

视觉的脑机制：把研究感觉信息处理过程作为揭示脑的奥秘的突破口，其中以视觉系统的研究最为突出。视网膜的光感受器水平：已克隆出视色素蛋白基因；光电换能过程的第二信使是cAMP（Ca2+），黑暗中，cAMP+Na+通道蛋白---〉Na通道开放，Na+持续内流（暗电流），光感受器细胞去极化；光照引起视色素分解，使视盘膜上的GTP结合蛋白分子火化，后者再激活PDE，迅速分解cAMP，引起Na+通道关闭，暗电流骤降，光感受器细胞膜超极化，这样光能——〉神经电信号视网膜这个两维的、多层次信息处理的最后结果，是经由视

网膜神经节细胞以动作电位脉冲调频的方式，传递给脑的。

二、大脑对复杂信息的处理

信息（人类信息）是由事物状况、媒介传递、人体感官接收、神经系统处理、状况反馈五个环节组成的系统存在。其中，事物状况是指事物的存在方式、运动状态、性质和与其它事物的相互关系等等。媒介传递是指光、电磁波、空气分子、神经通道等这些能够传递事物状况的介子。人体感官是指眼睛、耳朵、鼻子、嘴和皮肤五种器官。神经系统是指人体内的神经通道和神经中枢（大脑和脊髓）。状况反馈是指人接收、处理事物状况后做出的反映。信息不是实体，没有时间、空间、质量和能量概念，自己不能运动，它只能由一定的媒介来传递。信息与事物有关，但信息不事物本身。信息与接收终端的人体感官和大脑有关，也是构成意识的原材料，但信息也不是人和意识本身。

脑的复杂功能基础是突触：突触决定脑内信息的改变成为可能；突触的可塑性是脑功能复杂化的基础；神经元间的时空特性是脑内信息不断变化；兴奋和抑制使脑内信息出现分化和整合；

脑对信息的处理：主要研究为脑对视觉信息处理、学习与记忆、意识产生等

1、视觉见上面。视觉信息处理机制是既平行又分级串行的信息处理机制，视系统组织

成不同的通路对视觉信息的不同侧面进行传递和处理。

2、学习与记忆：对学习的神经学机制研究主要是坎德尔对海兔的敏感化和经典条件反

射实验得到的。学习与连接感觉神经细胞和产生保护性反射肌群活化的神经细胞之

间的突触加强有关，短期记忆与长期记忆均发生在突触部位。LTP和LTD的调节。

3、意识：意识的本质是一种（主观）信息；是人体感官（眼、耳、鼻、舌、皮肤）接

收事物的状况，通过神经系统输送到人的大脑，然后由大脑细胞对其进行存储、记忆、识别、联想、比较、重组、构建和创造所形成的（主观）信息。信息存储和记忆在

人的大脑中就是意识，表达出来还是信息。意识形成后由大脑储存、记忆或发出指

令，支配人的一切生命活动，感知、认识客观外界，指导人们的实践活动，创造、

发明新的客观事物等等。

脑神经网络处理信息的特点: 1、分布存储与冗余性信息在神经网络中的存储是分布于大量的神经元之中，即一个事物的信息不只是对应于一个神经元的状态进行记忆，而是分散到很多神经元中进行记忆.2、并行处理神经元响应的速度为毫秒级.3、信息处理与存储合一人们从未发现大脑皮层中记忆和处理分别属于不同区域的情况，这是因为每个神经元都兼有信息处理和存储的功能.4、可塑性与自组织性在大脑中，神经元之间的突触连接，虽然其基本部分是先天就有的，即由遗传所决定的，但是大脑皮层的大部分突触连接是后天由环境的激励逐步形成的。5、鲁棒性网络的高连接度意味着一定的误差和噪声不会使网络的性能恶化，即网络具有鲁棒性。

更高层次的脑信息处理机制，目前提出一些假设，主要有：

1、“主教细胞”假说：根据Hubel和Wiesel提出的分级假说（hierachical hypothesis）,

就可以推导是否存在祖母细胞。所存在的关键问题是(1)组合爆炸；(2) 信息的集成问题。

2、细胞群假设：由一群细胞的时空发放模式来反映刺激的类型。问题是(1) 重叠灾

难(2) 难以表达“等级结构”(3)特征捆绑问题。

3、时空编码理论：动态细胞群。1989年，. Gray & W. Singer等发现了视皮层神经元

活动的gamma（40Hz）同步振荡的研究结果，引起了神经科学界的极大关注。1995

年，提出了时空编码理论，主要有以下内容：(1) 是建立在神经元脉冲发放的精细时间结构上的，与同步振荡不同的是，脉冲不是等间隔的振荡脉冲，脉冲的间隔也被用于编码信息(2) 神经元是作为脉冲时间一致性检测器来工作的，也就是说，一个神经

元自身的脉冲发放情况，由送入该元的输入脉冲在时间上的一致性来确定的，比如说接近同时到达的脉冲数超过一定阈值，则该元发放。与传统神经网络的整合-放电单元不同，通过一致性检测单元传递的不是发放率，而是脉冲发放时间；(3) 通过局部的一致性检测，形成“动态细胞群”。一致性检测是局部事件，动态细胞群则是系统级事件，是一群细胞通过脉冲发放时间临时链接到一起形成的，注意，并不要求这些细胞的脉冲发放是同步的，只要相关就可以了。(4) 相关的关系是根据上下文（任务）形成的，细胞群可以根据上下文的变化进行快速地重组。之所以称为时-空编码，“空”是指空间连接，是一种硬件的拓朴结构，就是神经元间的物理连接；“时”则是指在硬件结构上传递的时间模式，这种模式可以决定动态的连接结构，这种时间模式的产生与硬件连接有关，但时间变量提供了传递信息的巨大能力，结果是可以在同一硬件上形成许多不同的“动态结构”。“动态细胞群”是编码信息的基本单位，是和任务有关的、以自涌方式形成的细胞的瞬时组合。“动态细胞集群”假设可以有效地解决“重叠灾难”问题、捆绑问题、上下文关系表达问题。