计算、理论与前沿神经科学
预测编码
预测编码是一种理论,它认为大脑并不是一台被动的相机,只是把感官送来的东西照单记录下来。恰恰相反,它是一个不知疲倦的猜测者:每时每刻,它都已经在预测自己接下来会看到、听到、感觉到什么,然后把这个猜测和眼睛、耳朵、皮肤实际传来的信号相比较。真正向上传到大脑较高层级的,大多不是原始的感觉,而是其中的偏差——也就是大脑猜错的那部分。这一点残余的意外,被称为预测误差。设想你在读一句话,眼睛轻快地掠过熟悉的词,却在一个错别字上猛地一顿:那个错别字就是误差,是大脑没有预料到的东西,而它恰恰最能抓住你的注意。
它是怎么运作的呢?把大脑想象成一摞层级。较高的层级向下送出自己最好的猜测——"根据我知道的一切,下一个声音应该是这样"——而靠近感官的较低层级,只把这个猜测与现实之间的差别送回去。如果猜对了,几乎没有什么需要上报,于是大脑保持安静,节省能量。如果猜错了,一个误差信号就向上飞奔,较高的层级便迅速调整下一次预测,使之贴合现实。一轮又一轮,大脑努力把误差缩小到接近零——这其实是在换一种说法:它在努力把世界理解得足够好,好到没有什么能让它感到意外。
这为什么重要?它把知觉重新理解为一种由感官不断纠正的"受控幻觉",并且用一个利落的思路同时解释了许多谜题:为什么我们能读懂潦草的字迹,为什么我们有时会听到一个根本没人说出口的词,为什么我们会对持续的嗡嗡声充耳不闻、却对一个新出现的声响一惊,以及为什么注意力感觉就像把最要紧的那些误差的音量调高。同样的思路还与人工智能中一些强大的框架相通——机器也是通过预测、再纠正错误来学习的。
关键点:大脑主要传递的是自己的错误,而不是完整的画面——它先预测、再比较,只把意外往上送。
又称
另见