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大語言模型無法實(shí)現(xiàn)具身智能:5萬字自我模型

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具身智能到底是什么?

接下來的一些內(nèi)容可能具有挑戰(zhàn)性

The radically embodied conscious cybernetic bayesian brain: from free energy to free will and back again

關(guān)鍵詞:自由能原理;主動(dòng)推理;貝葉斯大腦;生成模型;控制論;具身;行動(dòng)主義;認(rèn)知主義;陳述;意識(shí);自由意志;心理因果關(guān)系;認(rèn)知情感發(fā)展;情緒;情懷;準(zhǔn)備潛力;意向性;機(jī)構(gòu);智力

Keywords:

Free Energy Principle; active inference; Bayesian brain; generative models;

cybernetics; embodiment; enactivism; cognitivism; representations; consciousness; free will; mental causation; cognitive-affective development; emotions; feelings; readiness potentials; intentionality; agency; intelligence

“新生兒要做的第一件也是最基本的事情是什么?如果一個(gè)人認(rèn)同自由能原理,那么它唯一要做的就是解決其外感受、本體感受和內(nèi)感受的原因的不確定性……正是在這一點(diǎn)上,自我的重要性顯現(xiàn)出來——從某種意義上說,最好的感覺是 對(duì)沉浸在環(huán)境中的有知覺生物的感覺的解釋必須區(qū)分自我(生物)和非自我(環(huán)境)。由此可見,結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)的首要任務(wù)是區(qū)分可以歸因于自我的感覺的原因和那些不能歸因于自我的感覺的原因。。。這里提出的問題是,最小自我的概念或體驗(yàn)是否取決于選擇(即學(xué)習(xí))區(qū)分自我和非自我的模型,或者它是否需要將代理劃分為自我、他人和其他一切的模型。

——Karl Friston[88]

隨著經(jīng)驗(yàn)的積累,這些建模工作逐漸應(yīng)用于建模過程本身及其生成的經(jīng)驗(yàn),包括可能導(dǎo)致預(yù)測(cè)誤差變化的模型。通過這種方式,我們可以預(yù)測(cè)自己,最大限度地減少預(yù)測(cè)錯(cuò)誤并體驗(yàn)相關(guān)的心理狀態(tài),包括情緒和感受。

Abstract:

Drawing from both enactivist and cognitivist perspectives on mind, I propose that explaining teleological phenomena may require reappraising both “Cartesian theaters” and mental homunculi in terms of embodied self-models (ESMs), understood as body maps with agentic properties, functioning as predictive-memory systems and cybernetic controllers. Quasi-homuncular ESMs are suggested to constitute a major organizing principle for neural architectures due to their initial and ongoing significance for solutions to inference problems in cognitive (and affective) development.

Embodied experiences provide foundational lessons in learning curriculums in which agents explore increasingly challenging problem spaces, so answering an unresolved question in Bayesian cognitive science: what are biologically plausible mechanisms for equipping learners with sufficiently powerful inductive biases to adequately constrain inference spaces? Drawing on models from neurophysiology, psychology, and developmental robotics, I describe how embodiment provides fundamental sources of empirical priors (as reliably learnable posterior expectations).

If ESMs play this kind of foundational role in cognitive development, then bidirectional linkages will be found between all sensory modalities and frontal-parietal control hierarchies, so infusing all senses with somatic-motoric properties, thereby structuring all perception by relevant affordances, so solving frame problems for embodied agents.

Drawing upon the Free Energy Principle and Active Inference framework, I describe a particular mechanism for intentional action selection via consciously imagined (and explicitly represented) goal realization, where contrasts between desired and present states influence ongoing policy selection via predictive coding mechanisms and backward-chained imaginings (as self-realizing predictions).

This embodied developmental legacy suggests a mechanism by which imaginings can be intentionally shaped by (internalized) partially-expressed motor acts, so providing means of agentic control for attention, working memory, imagination, and behavior.

I further describe the nature(s) of mental causation and self-control, and also provide an account of readiness potentials in Libet paradigms wherein conscious intentions shape causal streams leading to enaction.

Finally, I provide neurophenomenological handlings of prototypical qualia including pleasure, pain, and desire in terms of self-annihilating free energy gradients via quasi-synesthetic interoceptive active inference.

In brief, this manuscript is intended to illustrate how radically embodied minds may create foundations for intelligence (as capacity for learning and inference),consciousness (as somatically-grounded self-world modeling), and will (as deployment of predictive models for enacting valued goals).

Abstract:

從生成主義和認(rèn)知主義對(duì)心靈的觀點(diǎn)出發(fā),我提出,解釋目的論現(xiàn)象可能需要根據(jù)具身自我模型(ESM)重新評(píng)估“笛卡爾劇場(chǎng)”和心理侏儒,將其理解為具有能動(dòng)屬性的身體地圖,充當(dāng)預(yù)測(cè)記憶系統(tǒng)和控制論控制器。準(zhǔn)同體 ESM被認(rèn)為構(gòu)成神經(jīng)結(jié)構(gòu)的主要組織原則,因?yàn)樗鼈儗?duì)于解決認(rèn)知(和情感)發(fā)展中的推理問題具有最初和持續(xù)的意義。具身經(jīng)驗(yàn)為學(xué)習(xí)課程提供了基礎(chǔ)課程,在課程中,主體探索越來越具有挑戰(zhàn)性的問題空間,因此回答了貝葉斯認(rèn)知科學(xué)中一個(gè)未解決的問題:為學(xué)習(xí)者配備足夠強(qiáng)大的歸納偏差以充分限制推理空間的生物學(xué)上合理的機(jī)制是什么?借鑒神經(jīng)生理學(xué)、心理學(xué)和發(fā)育機(jī)器人學(xué)的模型,我描述了具體化embodiment如何提供經(jīng)驗(yàn)先驗(yàn)的基本來源(作為可靠的可學(xué)習(xí)的后驗(yàn)期望)。如果 ESM 在認(rèn)知發(fā)展中發(fā)揮這種基礎(chǔ)作用,那么所有感覺模式和額葉?頂葉控制層次之間就會(huì)發(fā)現(xiàn)雙向聯(lián)系,從而為所有感覺注入軀體運(yùn)動(dòng)特性,從而通過相關(guān)的可供性來構(gòu)建所有感知,因此解決具體embodiment代理的框架問題。

利用自由能原理和主動(dòng)推理框架,我描述了一種通過有意識(shí)想象(并明確表示)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)來進(jìn)行有意行動(dòng)選擇的特殊機(jī)制,其中期望狀態(tài)和當(dāng)前狀態(tài)之間的對(duì)比通過預(yù)測(cè)編碼機(jī)制和后向鏈接影響正在進(jìn)行的政策選擇想象(作為自我實(shí)現(xiàn)的預(yù)測(cè))。這種具體化embodiment的發(fā)展遺產(chǎn)表明了一種機(jī)制,通過這種機(jī)制,想象可以通過(內(nèi)化的)部分表達(dá)的運(yùn)動(dòng)行為來有意地塑造,從而提供對(duì)注意力、工作記憶、想象力和行為的代理控制手段。我進(jìn)一步描述了心理因果關(guān)系和自我控制的本質(zhì),并提供了Libet 范式中準(zhǔn)備潛力的說明,其中意識(shí)意圖塑造了導(dǎo)致行動(dòng)的因果流。最后,我通過準(zhǔn)聯(lián)覺內(nèi)感受主動(dòng)推理,以自毀自由能梯度的形式提供了對(duì)原型感受性的神經(jīng)現(xiàn)象學(xué)處理,包括快樂、痛苦和欲望。簡(jiǎn)而言之,這篇手稿旨在說明如何從根本上體現(xiàn)激進(jìn)的具身心智可以為智力(作為學(xué)習(xí)和推理的能力)、意識(shí)(作為基于軀體的自我世界建模)和意志(作為預(yù)測(cè)模型的部署)奠定基礎(chǔ)。制定有價(jià)值的目標(biāo))。


參考文獻(xiàn):


1. Introduction

1.1. Descartes’ Errors and Insights

“每當(dāng)理論構(gòu)建者提議將系統(tǒng)(例如有機(jī)體的大腦)中的任何事件、狀態(tài)、結(jié)構(gòu)等稱為信號(hào)、消息或命令或以其他方式賦予其內(nèi)容時(shí),他都會(huì)借用智慧情報(bào) 。他隱含地與他的信號(hào)、消息或命令一起提出了一些可以為信號(hào)閱讀器、消息理解者或指揮官服務(wù)的東西,否則他的“信號(hào)”將毫無意義,將在未被接收和理解的情況下衰減。這筆貸款最終必須償還,找到并分析掉這些讀者或理解者;因?yàn)?,如果做不到這一點(diǎn),該理論將在其元素中包含未經(jīng)分析的人類類似物,它們具有足夠的智力來讀取信號(hào)等,因此該理論將推遲回答主要問題:什么構(gòu)成了智力?

——丹尼爾·丹尼特 [1]

從認(rèn)知科學(xué)的傳統(tǒng)角度來看,思維被理解為多個(gè)層次上的可分析物[2],其中功能(或計(jì)算)屬性可以與其特定的算法實(shí)現(xiàn)分開考慮,而算法實(shí)現(xiàn)又可以進(jìn)一步與特定的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)分開考慮。這種多層次的方法可以在研究心理功能方面取得進(jìn)展,而無需了解潛在的神經(jīng)生物學(xué)過程,從而使認(rèn)知科學(xué)能夠繼續(xù)發(fā)展,而不會(huì)因我們對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的有限了解而受到阻礙?;蛘撸Y(jié)合不同級(jí)別的分析可以對(duì)合理的假設(shè)提供約束,從而提供推理協(xié)同作用。

“4-E”認(rèn)知提供了另一種觀點(diǎn)[3-5],其中心靈被概念化為固有的體現(xiàn)、嵌入、擴(kuò)展和活動(dòng)。從這個(gè)角度來看,理解認(rèn)知需要考慮智能系統(tǒng)如何依賴于身體控制過程。4-E 認(rèn)知科學(xué)進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)嵌入特定環(huán)境如何既啟用又限制功能,其中心靈的功能屬性延伸到通過價(jià)值驅(qū)動(dòng)的行動(dòng)修改/構(gòu)建的世界/利基。這種體現(xiàn)主義觀點(diǎn)的更激進(jìn)的版本傾向于拒絕傳統(tǒng)認(rèn)知科學(xué)的計(jì)算框架,避開顯式模型和表示,轉(zhuǎn)而支持動(dòng)態(tài)環(huán)境耦合。相比之下,更傳統(tǒng)的“認(rèn)知主義者”傾向于將具身認(rèn)知視為一項(xiàng)研究計(jì)劃,其前景因拒絕連接大腦和心智的計(jì)算原理而受到限制。從這個(gè)角度來看,具身認(rèn)知科學(xué)有時(shí)被視為有趣的集合而被駁回。身心相關(guān)性,但由于缺乏精確的可操作性,其概念可能很淺薄。

雖然這些觀點(diǎn)往往看起來不可調(diào)和,但幾乎普遍認(rèn)為認(rèn)知科學(xué)需要擺脫笛卡爾思維的最后殘余[6-12]。唯一的分歧點(diǎn)似乎是笛卡爾思想的哪些方面是最嚴(yán)重錯(cuò)誤的,如下:

1. 身心問題:將身體和心靈分開作為不同的存在秩序。

2. 戲劇謬誤:根據(jù)內(nèi)心體驗(yàn)者對(duì)感覺的再現(xiàn)來描述感知。

3. 侏儒謬誤:未能認(rèn)識(shí)到內(nèi)部體驗(yàn)者作為解釋的不足,因?yàn)檫@需要進(jìn)一步的體驗(yàn)者來解釋他們的體驗(yàn),導(dǎo)致無限回歸。

許多人認(rèn)為,認(rèn)知科學(xué)的主要目標(biāo)應(yīng)該是用非心理計(jì)算和機(jī)械過程來解釋這種幼稚的民間心理學(xué)[13,14]。激活主義者進(jìn)一步(以不同的方式)認(rèn)為,只有當(dāng)我們從我們的解釋框架中消除諸如表征之類的概念時(shí),認(rèn)知科學(xué)才會(huì)徹底清除其笛卡爾起源[3]。然而壓倒性的共識(shí)是明確的:心智科學(xué)必須擺脫笛卡爾錯(cuò)誤的遺留影響。必須將鬼魂從機(jī)器中驅(qū)除。

下面我提出這種共識(shí)可能在重要方面是錯(cuò)誤的,并提出了這些假設(shè)的錯(cuò)誤中的每一個(gè)都指向無價(jià)觀點(diǎn)的方式。簡(jiǎn)而言之:

1. 心靈被徹底embodied, embedded, enacted, and extended,但心靈的一些功能上重要的方面(例如,支持意識(shí)的整合過程)并沒有延伸到身體,甚至也沒有延伸到整個(gè)大腦。

2. 大腦不僅推斷心理空間,而且用感覺和動(dòng)作的表征填充這些空間,從而通過心理模擬為因果推理和規(guī)劃提供基礎(chǔ)。

3. 經(jīng)驗(yàn)不僅被再現(xiàn)給內(nèi)在的體驗(yàn)者,而且這些體驗(yàn)者以具有代理程度的具身人模型的形式出現(xiàn),更重要的是,這些準(zhǔn)侏儒為心靈的幾乎所有方面形成了必要的腳手架。

1.

Minds are thoroughly embodied, embedded, enacted, and extended, but there are functionally important aspects of mind (e.g., integrative processes supporting consciousness) that do not extend into bodies, nor even throughout the entire brain.

2.

The brain not only infers mental spaces, but it populates these spaces with representations of sensations and actions, so providing bases for causal reasoning and planning via mental simulations.

3.

Not only are experiences re-presented to inner experiencers, but these experiencers take the form of embodied person-models with degrees of agency, and even more, these quasi-homunculi form necessary scaffolding for nearly all aspects of mind

接下來,我打算證明justify這些主張的合理性,并展示如何使用貝葉斯計(jì)算框架來解釋注意力、想象力和目標(biāo)導(dǎo)向的行為,以理解行動(dòng)、感知和意識(shí)。我的最終目標(biāo)是說明如何理解具身的本質(zhì),從而在計(jì)算觀點(diǎn)和行動(dòng)主義觀點(diǎn)之間架起橋梁,從而為認(rèn)知科學(xué)的統(tǒng)一奠定基礎(chǔ)。

1.2. Radically Embodied Minds

“現(xiàn)在什么是空間和時(shí)間?它們是真實(shí)的實(shí)體嗎?它們只是事物的決定因素還是事物的關(guān)系,但即使它們不是直覺的,它們?nèi)匀粚儆谒鼈??或者它們是否只屬于直覺的形式,因此屬于我們心靈的主觀構(gòu)成,沒有直覺,這些謂詞就根本不能歸因于任何事物?……沒有直覺的概念是空的,沒有概念的直覺是空的。從最一般的意義上來說,綜合是指將不同的表征放在一起,并在一種知識(shí)中掌握它們的多樣性的行為。。。頭腦永遠(yuǎn)無法在紛繁復(fù)雜的表象中思考自己的身份。。。如果它沒有看到其行為的同一性,從而使一切服從。。。達(dá)到一種超然的統(tǒng)一。。。這種徹底綜合的知覺統(tǒng)一就是經(jīng)驗(yàn)的形式。它無非是根據(jù)概念表現(xiàn)出來的綜合統(tǒng)一?!?br/>

——伊曼紐爾·康德 [15]

“我們永遠(yuǎn)不會(huì)超越表征,即現(xiàn)象。因此,我們將處于事物的外部;我們永遠(yuǎn)無法洞察它們的內(nèi)在本質(zhì),探究它們本身是什么……到目前為止我同意康德的觀點(diǎn)。但現(xiàn)在,作為這個(gè)真理的平衡點(diǎn),我強(qiáng)調(diào)了另一個(gè)真理,即我們不僅是認(rèn)知主體,而且我們自己也在我們需要知道的那些現(xiàn)實(shí)或?qū)嶓w之中,我們自己就是事物中的事物。本身。因此,一條從內(nèi)部而來的道路向我們敞開,我們無法從外部洞察事物的真實(shí)內(nèi)在本質(zhì)??梢赃@么說,這是一個(gè)地下通道,一個(gè)秘密聯(lián)盟,它仿佛通過背叛,將我們所有人同時(shí)置于堡壘中,無法通過外部攻擊攻克。”

——阿瑟·叔本華 [16]

自然選擇可能必然依賴于通用學(xué)習(xí)機(jī)制來設(shè)計(jì)能夠自適應(yīng)地導(dǎo)航(和構(gòu)建)其環(huán)境的生物體[17]。關(guān)于領(lǐng)域通用過程的重要性,Mount castle [18] 在發(fā)現(xiàn)所有新皮質(zhì)組織的規(guī)范分層柱狀組織后提出了一種用于分層模式抽象的通用算法。經(jīng)驗(yàn)證據(jù)越來越多地支持這一建議,分層“預(yù)測(cè)編碼”(或更普遍的預(yù)測(cè)處理)提供了皮質(zhì)功能的統(tǒng)一說明[19,20]。由于遺傳規(guī)范的限制,這種對(duì)廣泛適用機(jī)制的依賴可能是必然的。雖然復(fù)雜的結(jié)構(gòu)可以由基因組“編碼”,但特定的表型是以算法方式實(shí)現(xiàn)的,類似于簡(jiǎn)單的方程如何生成高度復(fù)雜的分形圖案[21,22]。例如,腎臟很復(fù)雜,但沒有一個(gè)腎單位是先驗(yàn)特殊的。同樣,大腦具有復(fù)雜的微觀結(jié)構(gòu)和宏觀結(jié)構(gòu),但除了少數(shù)例外[23,24],沒有任何單個(gè)神經(jīng)元連接是先驗(yàn)特殊的;大多數(shù)神經(jīng)復(fù)雜性是通過依賴經(jīng)驗(yàn)的自組織產(chǎn)生的。此外,由于(混沌)自組織系統(tǒng)對(duì)初始條件的敏感性,復(fù)雜神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中特定連接的許多功能意義本質(zhì)上可能難以預(yù)測(cè)[25,26]。預(yù)測(cè)功能意義可能更加受限于網(wǎng)絡(luò)的“表征”屬性是由只有通過獨(dú)特的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)才會(huì)出現(xiàn)的信息所塑造的。

通過這些方式,雖然大腦的一些可預(yù)測(cè)特征可能受到廣泛的遺傳通道化的影響[27-29],但進(jìn)化可能無法依賴于預(yù)先指定的復(fù)雜表征來產(chǎn)生認(rèn)知適應(yīng)。然而,從經(jīng)驗(yàn)上看,嬰兒似乎擁有令人印象深刻的關(guān)于物體和過程的豐富知識(shí)[30,31]——盡管發(fā)育研究通常在出生后幾個(gè)月進(jìn)行,甚至新生兒也有產(chǎn)前學(xué)習(xí)經(jīng)歷[32]。即使是來自“貝葉斯認(rèn)知科學(xué)”的主要經(jīng)驗(yàn)主義統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)模型也承認(rèn)需要先天的歸納偏差來促進(jìn)推理和學(xué)習(xí)[33-35]。然而,如果遺傳規(guī)范存在實(shí)質(zhì)性限制,那么如何引入這些先驗(yàn)知識(shí)呢?

我建議解決推理空間約束不足的問題,方法是記住大腦是作為身體的控制系統(tǒng)進(jìn)化和發(fā)展的,對(duì)身體的調(diào)節(jié)仍然是一生中思想的首要任務(wù)和中心背景[36,37]。 身體代表了近乎理想的學(xué)習(xí)和推理初始系統(tǒng),這個(gè)原型對(duì)象和因果系統(tǒng)為進(jìn)一步建模提供了基礎(chǔ)。有幾個(gè)因素有助于體現(xiàn)學(xué)習(xí)的力量[38,39]:

1. 持續(xù)觀察,甚至在產(chǎn)前也是如此。

2. 多模態(tài)感覺整合允許基于其他模態(tài)內(nèi)的信息(即跨模態(tài)先驗(yàn))減少一種模態(tài)的模糊性。

3. 體內(nèi)相互作用(例如,吮吸拇指;手與手的相互作用;骨骼力傳遞)。

4. 行動(dòng)驅(qū)動(dòng)的感知(例如,作為先前期望的輸出副本和推論放電;通過運(yùn)動(dòng)和交互進(jìn)行假設(shè)檢驗(yàn))。

5.情感顯著性(例如,身體狀態(tài)影響價(jià)值信號(hào),從而引導(dǎo)注意力和元可塑性因素) 。

在成人學(xué)習(xí)運(yùn)動(dòng)序列的研究中可能會(huì)發(fā)現(xiàn)對(duì)跨模式協(xié)同作用的支持,其中通過結(jié)合多種模式來提高表現(xiàn)[40-42]。關(guān)于具身學(xué)習(xí)本質(zhì)的其他見解源自對(duì)發(fā)育機(jī)器人和嬰兒發(fā)育的研究[39,43],其中形態(tài)限制和影響作為加速學(xué)習(xí)的隱含歸納偏差。例如,肩關(guān)節(jié)的有限運(yùn)動(dòng)范圍可能會(huì)增加將物體(從手本身開始)放置在可以更容易地用其他傳感器和效應(yīng)器系統(tǒng)探索的位置的傾向[38]。

根據(jù)這種說法,復(fù)雜的大腦必然需要學(xué)習(xí)控制身體的初始經(jīng)驗(yàn),通過擴(kuò)展等級(jí)更高的皮質(zhì)區(qū)域[44].這種軀體發(fā)展的遺產(chǎn)與抽象符號(hào)思維基于精神模擬的說法是一致的[45,46] 和來自體驗(yàn)的隱喻延伸 47,48]。下面我將進(jìn)一步描述這些心靈的具體化embodiment基礎(chǔ),表明與傳感器和效應(yīng)器的關(guān)聯(lián)聯(lián)系會(huì)生成多個(gè)抽象級(jí)別的身體地圖,范圍從第一人稱半透明界面[49]到能夠充當(dāng) 自我反思的有意控制者(即目的論主體)。

1.3. The Cybernetic Bayesian Brain

我們改變物體外觀的每一個(gè)動(dòng)作都應(yīng)該被視為一個(gè)實(shí)驗(yàn),旨在測(cè)試我們是否正確理解了我們面前的現(xiàn)象的不變關(guān)系,即它們?cè)诖_定的空間關(guān)系中的存在?!?/strong>

——赫爾曼·路德維?!れ车夏稀ゑT·亥姆霍茲 [50]

[注:雖然以下部分可能在技術(shù)上具有挑戰(zhàn)性,但關(guān)鍵要點(diǎn)是所有皮層都可以根據(jù)通過分層預(yù)測(cè)處理(HPP)(參見預(yù)測(cè)編碼)的“自由能”最小化的通用算法進(jìn)行操作,其中先前的期望 生成對(duì)可能的觀察結(jié)果的自上而下的預(yù)測(cè),并且預(yù)測(cè)和觀察之間的差異作為預(yù)測(cè)誤差上升到更高的層次。偏向于傳遞預(yù)測(cè)誤差的程度被稱為精確度加權(quán),這被理解為構(gòu)成 通過分層預(yù)測(cè)處理進(jìn)行貝葉斯推理的注意力選擇。]

正如知覺錯(cuò)覺所證明的那樣[51,52],到達(dá)感官的信息本質(zhì)上是模糊的,因?yàn)轭愃频妮斎肟赡軄碜詿o限數(shù)量的世界狀態(tài)(例如,一個(gè)物體是小而近,還是大而遠(yuǎn)?)。貝葉斯大腦假說指出,感知可以被理解為一種概率推理,鑒于感官觀察和過去經(jīng)驗(yàn)的先驗(yàn)期望[53]。這些推論被假設(shè)為“貝葉斯”的,構(gòu)成了觀察及其來自世界狀態(tài)的隱藏(或潛在)原因之間的先驗(yàn)和似然映射的加權(quán)組合。沿著這些思路,自由能原理和主動(dòng)推理(FEP-AI)框架提供了一個(gè)有前途的綜合視角,用于在概率推理和預(yù)測(cè)誤差最小化方面描述感知和行動(dòng)[54-56]。FEP-AI 表明,分層組織的神經(jīng)系統(tǒng)需要分層生成模型,其中感知(作為推理)是由對(duì)感官觀察的可能原因的概率估計(jì)(或預(yù)測(cè))構(gòu)成的。

FEP-AI 框架基于基本的生物物理學(xué)考慮因素 [57,58] 以及控制論原理:根據(jù)具有不同形式反饋的自我調(diào)節(jié)/治理來分析復(fù)雜的自適應(yīng)系統(tǒng) [59-61]。持久系統(tǒng)必須調(diào)節(jié)內(nèi)部和外部狀態(tài)以避免熵積累,“良好調(diào)節(jié)定理”表明需要某種(預(yù)測(cè))建模才能確保自適應(yīng)選擇[36]。預(yù)測(cè)誤差(也稱為“自由能”或“意外”)可以通過更新系統(tǒng)內(nèi)部動(dòng)態(tài)的隱式模型(即感知推理)或通過修改外部動(dòng)態(tài)以進(jìn)行感官輸入來最小化 更接近地匹配預(yù)測(cè)(因此,主動(dòng)推理)。這樣,感知和行動(dòng)都是最大化模型證據(jù)(通過最小化預(yù)測(cè)誤差)的手段,用于系統(tǒng)保持狀態(tài)的隱式預(yù)測(cè),該過程被稱為“自證明”[62].有趣的是(也許很奇怪)[63,64],這種分析的一般邏輯似乎與前理論的哲學(xué)直覺一致,在這些直覺中,持久系統(tǒng)被視為擁有一種“存在意愿”[65,66] ],即使這種明顯的目標(biāo)導(dǎo)向?qū)嶋H上是虛幻的(即,目的論,而不是實(shí)際的目的論)[13]。雖然對(duì)目的論現(xiàn)象的緊縮解釋強(qiáng)調(diào)了目的論過程的連續(xù)性[14],但本手稿的目的不僅是要找出并解釋目標(biāo)導(dǎo)向性的起源,還要深入理解獨(dú)特的類人意向性。

HPP 提供了如何在分析的算法和實(shí)現(xiàn)級(jí)別上實(shí)現(xiàn)貝葉斯世界建模的簡(jiǎn)潔說明 [19]。在 HPP 中(圖 1),自上而下(經(jīng)驗(yàn))先驗(yàn)作為基于后驗(yàn)期望的預(yù)測(cè)向下傳遞(即,在進(jìn)行觀察后修改信念),這抑制了自下而上的預(yù)測(cè)錯(cuò)誤向上傳遞皮質(zhì)層次結(jié)構(gòu)。在這種編碼方案中,所有觀察結(jié)果都采取預(yù)測(cè)誤差的形式,表明最低層級(jí)的感官輸入、較高層級(jí)的感官期望以及更高層級(jí)的更民間心理多樣性的信念。[在這些模型中,后驗(yàn)期望(或更普遍的信念)在形式上等同于模型中中間級(jí)別的經(jīng)驗(yàn)先驗(yàn);我將互換使用(經(jīng)驗(yàn))先驗(yàn)和后驗(yàn)。]預(yù)測(cè)錯(cuò)誤上升到皮質(zhì)層次,預(yù)測(cè)編碼在更新信念和后續(xù)預(yù)測(cè)的過程中自動(dòng)優(yōu)先考慮新的“有新聞價(jià)值”的信息。這種循環(huán)的消息傳遞被認(rèn)為在皮層的每個(gè)部分同時(shí)發(fā)生,層次動(dòng)態(tài)反映了層次世界結(jié)構(gòu)[67,68],包括在多個(gè)(層次嵌套)時(shí)間尺度上展開的事件[69-71]。通過這種方式,HPP 在大腦和世界之間生成了一個(gè)動(dòng)態(tài)映射,由受行動(dòng)影響的感知的(分層組織的)循環(huán)調(diào)節(jié)。HPP 通過主動(dòng)推理提供改變世界狀態(tài)以更好地適應(yīng)預(yù)測(cè)的方法,進(jìn)一步為 FEP-AI 的制定提供了一個(gè)機(jī)械過程模型 [72]。這意味著所有神經(jīng)元?jiǎng)恿W(xué)和隨后的行為都可以被視為遵守相同的命令:即最小化預(yù)測(cè)誤差(即自由能或“意外”)。


圖 1. 大腦中分層預(yù)測(cè)處理的示意圖。左圖:對(duì)主要感覺模式(黑色箭頭)的觀察表明,信息通過淺層錐體神經(jīng)元向上傳遞,通過小型同步復(fù)合體(即神經(jīng)元群)以伽馬頻率進(jìn)行通信。中圖:來自大腦分層更深區(qū)域(紅色箭頭)的預(yù)測(cè)抑制了上升的觀察,通過不同大小的同步復(fù)合體以 α 和 β 頻率進(jìn)行通信;自下而上的觀察結(jié)果(作為預(yù)測(cè)誤差)僅在無法通過自上而下的預(yù)測(cè)進(jìn)行預(yù)測(cè)時(shí)才會(huì)向上傳遞。右圖:通過對(duì)信息價(jià)值的期望來加強(qiáng)預(yù)測(cè)誤差來進(jìn)行注意力選擇,通過與 θ 頻率的大型同步復(fù)合體進(jìn)行跨頻相位耦合進(jìn)行通信。對(duì)于所有面板,深色箭頭表示與必然(隱式)概率信念相關(guān)的精確加權(quán)程度,從而確定對(duì)貝葉斯推理/更新的相對(duì)貢獻(xiàn)。有關(guān)這些假設(shè)的生物計(jì)算原理的更多詳細(xì)信息,請(qǐng)參閱以前的工作[73,74]。

根據(jù) HPP 的說法,大腦既充當(dāng)控制論控制器又充當(dāng)記憶系統(tǒng) [59-61],依賴于經(jīng)驗(yàn)的期望為控制提供了基礎(chǔ),從而創(chuàng)造了新的記憶和預(yù)測(cè)。這種控制論視角已進(jìn)一步擴(kuò)展到通過預(yù)測(cè)調(diào)節(jié)(即動(dòng)態(tài)平衡)維持穩(wěn)態(tài)的內(nèi)感受推理[61,75]。在這種對(duì)情感體驗(yàn)的解釋中,情感狀態(tài)是由不同程度的不確定性下的內(nèi)感受和自主狀態(tài)的主動(dòng)推理控制產(chǎn)生的[75,76]。

可靠的推理必須考慮與各種信念相關(guān)的確定性程度,在 HPP 中被描述為概率分布的“精度”(即逆方差)[77]。在HPP中,上升信號(hào)更新下降的后驗(yàn)期望,與(經(jīng)驗(yàn))先前預(yù)測(cè)和基于感官的觀察的相對(duì)精度成正比。更精確的預(yù)測(cè)誤差對(duì)更新更高層次的信念有更大的影響,這可以被認(rèn)為是選擇更可靠的來源 “新聞”——而不是更不可靠或“假”的新聞。從算法上來說,基于確定性的預(yù)測(cè)誤差偏差將貝葉斯推理實(shí)現(xiàn)為概率的精確加權(quán)總和,從而為注意力選擇提供了功能基礎(chǔ)。從機(jī)制上(以及潛在的現(xiàn)象學(xué)上)來說,這種注意力選擇涉及對(duì)特定神經(jīng)元群體的興奮的調(diào)節(jié),因此使得必然的精確加權(quán)預(yù)測(cè)誤差或多或少有可能滲透到皮質(zhì)層次結(jié)構(gòu)的更深層部分,在這些部分,這些信息可能會(huì)形成更大的規(guī)模。潛在意識(shí))動(dòng)力學(xué)[73,74]。

精確加權(quán)可以對(duì)下降預(yù)測(cè)和上升預(yù)測(cè)誤差的相對(duì)影響產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。如果自下而上的信號(hào)過于精確,那么過多的感覺預(yù)測(cè)錯(cuò)誤可能會(huì)進(jìn)入皮質(zhì)層次結(jié)構(gòu)的更深部分,這可能會(huì)導(dǎo)致自閉癥患者經(jīng)常觀察到的過于強(qiáng)烈的感覺反應(yīng)[78-80]?;蛘撸绻?strong>自下而上的信號(hào)給出的精度太低,那么預(yù)測(cè)誤差可能不會(huì)導(dǎo)致信念更新,如果過度,可能會(huì)導(dǎo)致假陽性推論,可能包括精神分裂癥中觀察到的妄想和幻覺[81-83] ]。

在作為推理的感知的基本思想及其對(duì)主動(dòng)推理的控制論擴(kuò)展之間,貝葉斯大腦得到了徹底的體現(xiàn)。這一討論進(jìn)一步表明,面向行動(dòng)的身體地圖構(gòu)成了貝葉斯大腦的核心,其構(gòu)建推理流程的方式不僅增強(qiáng)了控制力,而且還允許大腦解決迄今為止被認(rèn)為需要廣泛的先天知識(shí)的推理問題。如上所述,身體為大腦提供了學(xué)習(xí)機(jī)會(huì),其中假設(shè)空間受到有效限制,因此變得易于處理。鑒于具身學(xué)習(xí)的適應(yīng)性意義,選擇壓力很可能以大腦容易推斷和學(xué)習(xí)的方式塑造身體,從而塑造進(jìn)一步的選擇歷史。我進(jìn)一步建議,這種更容易獲得的知識(shí)使學(xué)習(xí)者能夠沿著最近發(fā)展區(qū)域處理日益具有挑戰(zhàn)性的問題(或課程[84])[85]。

從神經(jīng)發(fā)育的角度來看,該模型可以被廣泛地視為皮亞杰模型[86],盡管沒有針對(duì)特定發(fā)育階段的智力承諾。這一觀點(diǎn)與在開發(fā)相當(dāng)準(zhǔn)確和有用的預(yù)測(cè)模型過程中成功的結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)需要以身體為中心的自我模型的觀點(diǎn)是一致的[75,87,88]。該提議也與之前對(duì)主動(dòng)推理的描述一致[89],但提出了一種特定的——我認(rèn)為是必要的——生成模型來反映世界結(jié)構(gòu)的方法。也就是說,我們可以從學(xué)習(xí)身體作為更易處理的因果(和可控)系統(tǒng)中獲得許多基礎(chǔ)(經(jīng)驗(yàn))先驗(yàn)。如果沒有這個(gè)關(guān)于推理自舉的立足點(diǎn), 可能貝葉斯認(rèn)知科學(xué)和貝葉斯大腦都無法解釋生物學(xué)習(xí)者如何處理約束不足的推理空間

embodiment作為基本信念來源的概念在 FEP-AI 中得到越來越多的認(rèn)可。Allen 和 Tsakiris [90] 令人信服地提出了“身體作為第一先驗(yàn)”模型,其中內(nèi)感受推理提供了高度精確的先驗(yàn)(或預(yù)測(cè))來源,從而使整體上的主動(dòng)推理信念動(dòng)態(tài)受到有機(jī)體的、以穩(wěn)態(tài)為中心的需求的支配。在他們的解釋中,內(nèi)視知覺在另一個(gè)意義上提供了基礎(chǔ)先驗(yàn),因?yàn)樗诮?strong>身體所有權(quán)模型和(最?。┳晕业倪^程中起著核心作用,這兩者都構(gòu)成了學(xué)習(xí)其他世界方面的必要前提。這些具體的身體先驗(yàn)的性質(zhì)已經(jīng)進(jìn)一步探討,涉及到發(fā)育早期的社會(huì)情感耦合,包括對(duì)撫養(yǎng)者的產(chǎn)前和產(chǎn)后互動(dòng),嬰兒依賴這些互動(dòng)來維持生命[87,91,92]。下面,我將探討其中一些想法,以及身體可能在成長(zhǎng)的心智中形成必要基礎(chǔ)的其他(互補(bǔ)的)方式,其重要性難以言表。

2. From Action to Attention and Back Again

雖然接下來幾節(jié)中的一些內(nèi)容可能具有挑戰(zhàn)性,但這些部分的關(guān)鍵信息如下:

1. 許多有意識(shí)的目標(biāo)導(dǎo)向行為在很大程度上可以通過感知狀態(tài)和想象狀態(tài)之間的迭代比較來實(shí)現(xiàn),預(yù)測(cè)處理機(jī)制根據(jù)這些對(duì)比操作的預(yù)測(cè)誤差自動(dòng)生成合理優(yōu)先的子目標(biāo)。

2. 部分表達(dá)的運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)——最初是公開表達(dá)的,后來是內(nèi)化的——可能為所有有意識(shí)的注意力、工作記憶和想象力提供基礎(chǔ)。

3. 這些想象可能為有意識(shí)地控制明顯的行動(dòng)模式提供基礎(chǔ),包括追求復(fù)雜的目標(biāo)。

1.

Much of conscious goal-oriented behavior may largely be realized via iterative comparisons between sensed and imagined states, with predictive processing mechanisms automatically generating sensibly prioritized sub-goals based on prediction errors from these contrasting operations.

2.

Partially-expressed motor predictions—initially overtly expressed, and later internalized —may provide a basis for all intentionally-directed attention, working memory, and imagination.

3.

These imaginings may provide a basis for conscious control of overt patterns of enaction, including the pursuit of complex goals

2.1. Actions from Imaginings

這份手稿的目的是闡明從根本上體現(xiàn)激進(jìn)的具身心智agency ,范圍從基本的運(yùn)動(dòng)控制到復(fù)雜的規(guī)劃。為此,我提出了一個(gè)模型,其中所有有意識(shí)的目標(biāo)導(dǎo)向行為都是通過分層預(yù)測(cè)編碼以及感知和想象(即反事實(shí))狀態(tài)之間的迭代比較來實(shí)現(xiàn)的[93]。讓我們考慮一下某人在計(jì)算機(jī)上寫一篇手稿并發(fā)現(xiàn)他們想要茶,同時(shí)還推斷他們的杯子是空的。這些經(jīng)歷可能包括心理想象或喝茶的記憶,并伴有口渴的感覺。然而,如果目前沒有喝茶,這種反事實(shí)的信念(或預(yù)測(cè))就會(huì)與感官證據(jù)相矛盾。反事實(shí)的喝茶和觀察空杯子之間的對(duì)比可能會(huì)引發(fā)過去類似的情況(例如,未解決的口渴或饑餓)。這些情況也可能伴隨著相關(guān)的可供性[94-96](例如,泡茶/獲取行為),與最小化首選狀態(tài)和當(dāng)前估計(jì)狀態(tài)之間的各種差異相關(guān)。也就是說,記憶和類似的想象很可能由行動(dòng)所主導(dǎo),而這些行動(dòng)的相關(guān)性是根據(jù)過去的類似情況確定的[59,97]。

這些反事實(shí)的想象很可能集中在特定目標(biāo)的差異上,例如人們可能坐在電腦前,而不是獲得想要的茶(表 1;圖 2)。在這種情況下,最有可能從記憶中檢索到的一系列可供性將涉及諸如走到廚房(水槽、爐子和茶壺所在的地方)等動(dòng)作。然而,我們口渴的智能體可能會(huì)發(fā)現(xiàn)自己面臨著另一組差異,例如坐著不是步行去廚房。在這種情況下,下一組可能被檢索的記憶功能可能是那些涉及起身的記憶功能,也許還有轉(zhuǎn)移體重和將腳踩在地上的功能。在不同的點(diǎn)上,這些反事實(shí)計(jì)劃可能會(huì)變得足夠接近當(dāng)前狀態(tài),從而變得可操作,從而有助于持續(xù)的行動(dòng)選擇。



圖 2. 通過目標(biāo)狀態(tài)的后向鏈接與政策選擇相關(guān)的想象和看法。每行的頂部面板說明表 1 中列出的反事實(shí)預(yù)測(cè)(灰色)和觀察結(jié)果(白色)。每行的底部面板描述相關(guān)的身體位置。注意:這個(gè)例子缺乏大量的元認(rèn)知和反射處理,只有幾個(gè)面板描述了代理從外部角度想象自己。在某種程度上,意識(shí)實(shí)際上模擬了與泡茶相關(guān)的行為(而不是走神),對(duì)于這種相對(duì)簡(jiǎn)單的行為,可能會(huì)出現(xiàn)一種更直接和非反思的認(rèn)知模式。然而,對(duì)于更復(fù)雜的目標(biāo),我們可能期望更精細(xì)的想象,涉及具有不同細(xì)節(jié)和抽象程度的客觀化自我表征。

從機(jī)制上講,當(dāng)與目標(biāo)表征相關(guān)的神經(jīng)元集合與與近期感覺運(yùn)動(dòng)偶然事件相關(guān)的神經(jīng)元集合具有相對(duì)較高程度的重疊時(shí),反事實(shí)想象的這種可操作性就可以實(shí)現(xiàn)。如果在當(dāng)前估計(jì)狀態(tài)和期望狀態(tài)之間的收斂興奮的條件下,運(yùn)動(dòng)動(dòng)作選擇的臨界閾值被超過,那么來自想象目標(biāo)的神經(jīng)活動(dòng)可能變得能夠在功能上耦合或定向誘導(dǎo)(即“奴役”)[ 98]——生物體的效應(yīng)系統(tǒng)。這些想象的場(chǎng)景也將根據(jù)不斷變化的感官證據(jù)和行為的展開而不斷改變。例如,在前往廚房的途中,可能會(huì)看到茶壺的位置,以及與填充和清空水壺相關(guān)的記憶,因此調(diào)整關(guān)于是否需要將水壺帶到水槽處取水的期望。

在 FEP-AI [55] 中,我們推斷自己制定的行動(dòng)序列(即政策)由我們的先驗(yàn)偏好和行動(dòng)的預(yù)期后果主導(dǎo)。對(duì)于適應(yīng)性行為至關(guān)重要,最小化預(yù)測(cè)誤差(即自由能)的必要性也可以應(yīng)用于預(yù)期預(yù)測(cè)誤差(即預(yù)期自由能),其中我們選擇預(yù)期帶來首選結(jié)果(例如, 喝杯茶)在未來。這種預(yù)期的自由能(即累積的、精確加權(quán)的預(yù)測(cè)誤差)可以根據(jù)與實(shí)用價(jià)值或認(rèn)知價(jià)值的相關(guān)性進(jìn)一步分解,其中實(shí)用可供性是根據(jù)先驗(yàn)偏好(即喝茶)來定義的,而認(rèn)知可供性則需要機(jī)會(huì) 減少不確定性(例如,找到茶袋)[99]。

就動(dòng)作經(jīng)過高度排練而言,實(shí)現(xiàn)目標(biāo)可能需要最少的有意識(shí)的想象[43,100]。如果茶是我們智能體生活世界的中心[101,102],那么整個(gè)序列最終可能只伴隨著非常短暫的主觀意識(shí)閃現(xiàn)[103]。還值得注意的是,特定肌肉的協(xié)調(diào)活動(dòng)可能很少有意識(shí),而在發(fā)育早期就可以毫不費(fèi)力地掌握這些肌肉。如果目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)涉及新的環(huán)境——例如,第一次學(xué)習(xí)如何準(zhǔn)備散葉茶——意識(shí)可能在塑造行為方面發(fā)揮更多的核心作用

在這種富有想象力的規(guī)劃模型中,只要預(yù)期目標(biāo)狀態(tài)與推斷的當(dāng)前狀態(tài)之間存在差異,與目標(biāo)相關(guān)的表示的激活就會(huì)產(chǎn)生預(yù)測(cè)錯(cuò)誤。也就是說,與目標(biāo)相關(guān)的表示充當(dāng)預(yù)測(cè),并且與估計(jì)的當(dāng)前狀態(tài)的差異導(dǎo)致在多個(gè)層級(jí)生成的與目標(biāo)實(shí)現(xiàn)相關(guān)的特定子表示內(nèi)的預(yù)測(cè)錯(cuò)誤。

當(dāng)目標(biāo)差異預(yù)測(cè)誤差被傳遞到皮質(zhì)層次時(shí),它們可能會(huì)訪問更豐富連接的網(wǎng)絡(luò),從而使(潛在意識(shí)的)全局信息更有效地驅(qū)動(dòng)隨后的神經(jīng)活動(dòng)。在有足夠的經(jīng)驗(yàn)的情況下,下一時(shí)刻活動(dòng)更強(qiáng)烈的目標(biāo)相關(guān)表示可能會(huì)對(duì)應(yīng)于過去最可靠地成功地(因此得到強(qiáng)化)減少那些特定類型差異的神經(jīng)集合(即相關(guān)的可供性)。

根據(jù)這一說法,對(duì)目標(biāo)狀態(tài)和當(dāng)前狀態(tài)的表示之間的比較會(huì)使得與更多預(yù)測(cè)誤差相關(guān)的目標(biāo)相關(guān)表示產(chǎn)生更大的活動(dòng),通常對(duì)應(yīng)于實(shí)現(xiàn)目標(biāo)時(shí)最大的障礙。這些源自迭代對(duì)比的最大預(yù)測(cè)誤差可能自然地暗示了為選擇整體目標(biāo)實(shí)現(xiàn)適當(dāng)子目標(biāo)的優(yōu)先級(jí)。目標(biāo)的順序比較與估計(jì)的當(dāng)前狀態(tài)的表示之間的比較很可能會(huì)激活與額外障礙相關(guān)的相關(guān)子表示,克服這些障礙成為下一個(gè)目標(biāo)狀態(tài)。這個(gè)比較過程是迭代進(jìn)行的,想象的目標(biāo)和估計(jì)的當(dāng)前狀態(tài)會(huì)重復(fù)離散更新,從而塑造神經(jīng)動(dòng)態(tài)(以及隨之而來的經(jīng)驗(yàn)流)以符合預(yù)測(cè)的價(jià)值實(shí)現(xiàn)。

隨著經(jīng)驗(yàn)和學(xué)習(xí)的積累,包括通過想象經(jīng)歷[107],這種迭代選擇過程可能會(huì)變得越來越高效??紤]到上位和下位行動(dòng)序列本身是通過聯(lián)想連接的,它們將作為并行比較的互相約束,不斷地在多個(gè)行動(dòng)層次上最小化整體預(yù)測(cè)誤差。因此,類似的認(rèn)知過程可能涉及選擇更高層次的策略(可能是抽象的)來實(shí)現(xiàn)目標(biāo),以及從記憶中檢索出的用于有意識(shí)的運(yùn)動(dòng)控制的較低級(jí)別序列的有意識(shí)調(diào)整。在主動(dòng)推理方面,熟練的運(yùn)動(dòng)參與主要是通過預(yù)測(cè)的行動(dòng)提供“平衡點(diǎn)”的能力而實(shí)現(xiàn)的,這些平衡點(diǎn)通過預(yù)測(cè)處理機(jī)制實(shí)現(xiàn)了神經(jīng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)自組織[109]。這里提出的模型描述了這樣一種特定的(可能是有意識(shí)的)高級(jí)預(yù)測(cè)作為行為的驅(qū)動(dòng)因素。【值得注意的是,腹側(cè)被蓋腦區(qū)和致密部黑質(zhì)存在分離的多巴胺價(jià)值信號(hào)[110]——以及不同的時(shí)間動(dòng)態(tài)和信用分配挑戰(zhàn)——暗示了需要額外的神經(jīng)計(jì)算細(xì)節(jié)來充分描述(分層)神經(jīng)活動(dòng)選擇的復(fù)雜性?!可鲜鲆韵胂鬄橹攸c(diǎn)的描述描述了有意識(shí)的控制過程的運(yùn)作方式,以其能夠影響行為的(有限的)程度。通常,這種有意的影響可能“僅僅”是在無意識(shí)的習(xí)慣性和反射性模式之間進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)和合作的角色。

根據(jù)這一說法,擁有目標(biāo)意味著預(yù)測(cè)其實(shí)現(xiàn),其中最初的預(yù)測(cè)會(huì)產(chǎn)生進(jìn)一步的因果路徑作為彌合想象和現(xiàn)實(shí)之間差距的手段。這種想象與行動(dòng)之間的聯(lián)系在意念運(yùn)動(dòng)理論[111–113]中有先例,并且在注意偏向(即,精度加權(quán))方面也以主動(dòng)推理的術(shù)語進(jìn)行了探討。下面我將在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步闡述,提出所有自愿的(以及很多非自愿的)注意力可能是通過部分表達(dá)的運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)作為心理行為來實(shí)現(xiàn)的,從而為控制推理動(dòng)態(tài)提供了一種代理源。【請(qǐng)注意,我并不是要表明大多數(shù)注意力是有意識(shí)地指導(dǎo)的。相反,很多(也許是大部分)自上而下的精度加權(quán)可能會(huì)自動(dòng)由內(nèi)感顯著性地圖生成,由島葉和扣帶皮質(zhì)層次實(shí)現(xiàn)[115]。】

2.2. Attention from Actions

“開始考慮大腦皮層整體行為的一個(gè)好方法是想象大腦的前部正在‘觀察’感覺系統(tǒng),其中大部分位于大腦的后部。這種分工并不會(huì)導(dǎo)致無限倒退。。。如今,侏儒假說已經(jīng)非常過時(shí)了,但這畢竟是每個(gè)人對(duì)自己的看法。如果這種壓倒性的錯(cuò)覺沒有以某種方式反映大腦的一般組織,那將是令人驚訝的?!?/p>

——弗朗西斯·克里克和克里斯托夫·科赫 [6]

在這個(gè)根本上體現(xiàn)的注意力控制模型中,部分表達(dá)的運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)實(shí)現(xiàn)了所有對(duì)知覺的有意引導(dǎo),包括注意力、工作記憶、想象和行動(dòng)。這種控制是通過來自與動(dòng)作相關(guān)的神經(jīng)元集合到相關(guān)的感知相關(guān)神經(jīng)群體的傳出復(fù)制實(shí)現(xiàn)的,功能性聯(lián)系是通過過去的學(xué)習(xí)建立的[116,117]。在發(fā)育過程中——以及進(jìn)化過程中[118]——行動(dòng)最初采取的是外部表現(xiàn)行為的形式;在明顯注意力方面,執(zhí)行系統(tǒng)相對(duì)于環(huán)境定位感受器,從而改變感覺的模式。然而,通過部分表達(dá)或抑制表達(dá),這些行動(dòng)也會(huì)在想象中以不同程度的細(xì)節(jié)和意識(shí)進(jìn)行隱蔽表達(dá)。當(dāng)這些部分表達(dá)的用于明顯關(guān)注的運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)被激活時(shí),與相關(guān)的感知組件的連接就可以被用作隱蔽關(guān)注的基礎(chǔ)。隨著經(jīng)驗(yàn)的積累,對(duì)明顯和隱蔽表達(dá)的適應(yīng)性控制將被學(xué)會(huì),從而允許在感知、想象和行動(dòng)之間進(jìn)行情境敏感的轉(zhuǎn)換。通過有意識(shí)地將注意力引導(dǎo)到工作記憶的內(nèi)容(圖3),還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)感知和行動(dòng)的進(jìn)一步控制程度,包括與因果推理和規(guī)劃所需的反事實(shí)場(chǎng)景的想象有關(guān)[119]。


圖 3. 通過多級(jí)主動(dòng)推理控制層次結(jié)構(gòu)和相關(guān)神經(jīng)系統(tǒng)進(jìn)行富有想象力的策略選擇。從左到右,預(yù)測(cè)作為(經(jīng)驗(yàn))先驗(yàn)期望向下傳遞,并通過感官觀察更新為后驗(yàn)期望(和后續(xù)先驗(yàn)),然后作為預(yù)測(cè)誤差向上傳遞。上層控制過程(左動(dòng)作-感知循環(huán))涉及更緩慢演化的吸引狀態(tài),對(duì)應(yīng)于更粗粒度、更高層次的有機(jī)尺度原因的抽象建模,這可能與意識(shí)意向性相關(guān)。較低級(jí)別的控制過程(正確的動(dòng)作感知周期)涉及更快速演化的吸引狀態(tài),允許快速調(diào)整動(dòng)作感知周期和細(xì)粒度的環(huán)境耦合。雖然多個(gè)因素可能表明兩層層次結(jié)構(gòu)的重要性,但這種區(qū)別不應(yīng)被夸大,因?yàn)榧桑撛谝庾R(shí))過程可能會(huì)關(guān)注(或耦合)任一級(jí)別的動(dòng)態(tài)。VMPFC = 腹內(nèi)側(cè)前額葉皮質(zhì),ACC-INS = 前扣帶皮層和島葉,Amy = 杏仁核,NAc = 伏隔核,VTA = 腹側(cè)被蓋區(qū),SMA = 輔助運(yùn)動(dòng)區(qū),PCC = 后扣帶皮層,SNc = 黑質(zhì)致密部。

該模型代表了維果茨基[120]關(guān)于通過言語內(nèi)化發(fā)展思維的假設(shè)的概括。由此看來,我們首先學(xué)習(xí)如何說話,然后學(xué)習(xí)如何準(zhǔn)備在不公開表達(dá)的情況下說話,然后通過學(xué)習(xí)如何在內(nèi)心對(duì)自己說話——想象一下如果言語是外部表達(dá)的,我們會(huì)聽到什么——我們獲得了以下能力:象征性的思想。同樣,通過最初公開行為的內(nèi)化[121],所有自愿(以及非自愿)認(rèn)知都可能發(fā)展為基于可控效應(yīng)器系統(tǒng)的控制層次結(jié)構(gòu)。事實(shí)上,我認(rèn)為骨骼肌是所有自愿控制的唯一基礎(chǔ),因?yàn)樗哂型ㄟ^實(shí)時(shí)低延遲反饋生成粗略動(dòng)作的獨(dú)特能力。

總而言之,從個(gè)體發(fā)生(和系統(tǒng)發(fā)生)角度來看,信息獲取最初是通過明顯的行動(dòng)感知而產(chǎn)生偏差的。然而,學(xué)習(xí)者最終獲得秘密執(zhí)行動(dòng)作的能力,從而利用特定模擬動(dòng)作的相關(guān)感知成分作為秘密處理(包括反事實(shí)想象)的基礎(chǔ)。在所有情況下,動(dòng)作都起源于感覺運(yùn)動(dòng)皮層和相關(guān)紋狀 體環(huán)的控制層次,其動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)是操縱骨骼肌以及相關(guān)的感覺。通過這種方式,部分表達(dá)的運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)可以在空間上(例如,模擬眼跳)、時(shí)間上(例如,模擬節(jié)奏動(dòng)作)、甚至基于語義或?qū)ο筇卣餍畔ⅲɡ?,模擬語音)來偏置注意力和工作記憶(表2) )。


2.3. Imaginings from Attention

這種觀點(diǎn)與注意力的前運(yùn)動(dòng)理論和偏向競(jìng)爭(zhēng)理論是一致的。然而,我進(jìn)一步提出,部分表達(dá)的運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)是生成工作記憶中內(nèi)容的唯一手段(見圖3),無論是基于對(duì)最近感覺的感知痕跡的注意,還是生成與實(shí)際感官刺激脫鉤的反事實(shí)感知體驗(yàn)(即,想象)。雖然這一建議可能在強(qiáng)調(diào)具身性方面過于激進(jìn),但可以在大量證據(jù)中找到收斂支持,這些證據(jù)涉及“內(nèi)部運(yùn)動(dòng)痕跡的形成”對(duì)工作記憶的影響。進(jìn)一步的證據(jù)可以從額眼區(qū)神經(jīng)振蕩與感覺皮質(zhì)的共振增強(qiáng)注意力選擇 [125],以及視覺注意力和工作記憶嚴(yán)重依賴額-頂網(wǎng)絡(luò) [126,127](在這里被解釋為行動(dòng)-感知層次結(jié)構(gòu)的上層)獲得。關(guān)于自上而下注意力的具身來源,紋狀體和中腦價(jià)值信號(hào)(例如,多巴胺)可能發(fā)揮關(guān)鍵作用 [128],它們既影響著瞬時(shí)模式選擇,也允許未來計(jì)劃受到強(qiáng)化和懲罰歷史的影響。就學(xué)習(xí)有效地將這些模式與行動(dòng)目標(biāo)、心理內(nèi)容以及由此產(chǎn)生的對(duì)行動(dòng)選擇的影響結(jié)合起來而言,可以理解為涉及意向性。

想象的目標(biāo)可能在大約200-300毫秒的時(shí)間尺度上生成并與估計(jì)的狀態(tài)(無論是想象的還是觀察到的)進(jìn)行對(duì)比,這可能是通過海馬θ節(jié)律與新皮層群的交頻相位耦合來實(shí)現(xiàn)的(見圖4)。新(后驗(yàn))與目標(biāo)相關(guān)的想象的迭代生成可能需要更長(zhǎng)的時(shí)間,可能取決于以何種復(fù)雜方式對(duì)進(jìn)程進(jìn)行對(duì)比。如果這個(gè)過程需要通過海馬復(fù)合體穩(wěn)定新的皮質(zhì)集合體的組合,那么這可能有助于解釋為什么中顳葉損傷與反事實(shí)處理障礙相關(guān)聯(lián),而這里反事實(shí)處理形成了通過迭代對(duì)比和預(yù)測(cè)處理的故意行為選擇的基礎(chǔ)。這些模型的一個(gè)預(yù)測(cè)是,海馬損傷可能與癡呆癥中的目標(biāo)追求受到干擾有關(guān)——超出了任務(wù)遺忘的問題——關(guān)于這一點(diǎn),額外的個(gè)案證據(jù)可以在神經(jīng)學(xué)患者“HM”的案例中找到。海馬對(duì)編排目標(biāo)導(dǎo)向行為的中心作用進(jìn)一步表明了它參與了“替代試錯(cuò)”行為,以及θ節(jié)律對(duì)故意控制的重要性。可以在其他領(lǐng)域找到的基于海馬的反事實(shí)推理的進(jìn)一步支持證據(jù),從預(yù)測(cè)性信息到嚙齒動(dòng)物移動(dòng)的可能軌跡的模擬 [141,142],到通過想象人類來模擬其他視角 [143,144]。



圖 4。經(jīng) Safron 許可轉(zhuǎn)載,2020b。通過廣義導(dǎo)航進(jìn)行海馬精心策劃的富有想象力的規(guī)劃和行動(dòng)選擇。圖 2 中的動(dòng)作序列是針對(duì)相關(guān)神經(jīng)過程進(jìn)行描述的。海馬系統(tǒng)提供(a)將皮質(zhì)吸引狀態(tài)組織成價(jià)值通道化的時(shí)空軌跡,(b)通過θ介導(dǎo)的跨頻相位耦合穩(wěn)定整體,以及(c)通過對(duì)比(未描述)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)導(dǎo)向的認(rèn)知和行為)感知和想象的狀態(tài)。海馬軌跡是根據(jù)預(yù)期會(huì)導(dǎo)致更積極的結(jié)果的路徑來塑造的(參見獎(jiǎng)勵(lì)預(yù)測(cè)錯(cuò)誤)。與導(dǎo)航到(可能抽象)空間的不同部分相關(guān)的預(yù)期值是通過與 vmPFC 和相關(guān)系統(tǒng)中類似的時(shí)空組織值表示(紅色陰影六邊形)耦合來告知的。隨著海馬位置場(chǎng)(具有不同程度陰影的紅色六邊形)的連鎖活動(dòng)模式進(jìn)展,θ同步的額葉整體(黃色陰影向大腦前部傳播)有助于生成(通過跨頻相位耦合)用于引導(dǎo)的整體注意力、工作記憶和外顯表現(xiàn)。后皮質(zhì)的感覺更新發(fā)生在阿爾法頻率(藍(lán)色陰影),因此為有意識(shí)的感知和想象力提供了基礎(chǔ)。對(duì)于這些感覺狀態(tài)的綜合估計(jì),θ頻率下的海馬耦合(黃色陰影向大腦后部傳播)為(a)情景記憶和重放,(b)新穎的想象,以及(c)調(diào)整通過皮層整體之間精心設(shè)計(jì)的對(duì)比來選擇神經(jīng)元活動(dòng)??s寫:nAC = 伏隔核;vmPFC = 腹內(nèi)側(cè)前額皮質(zhì);dmPFC = 背內(nèi)側(cè)前額皮質(zhì);SMA = 輔助運(yùn)動(dòng)區(qū);Pre-SMA = 前補(bǔ)充運(yùn)動(dòng)區(qū);SEF = 補(bǔ)充視野;PCC = 后扣帶 皮層;PMCs = 后內(nèi)側(cè)皮質(zhì);IPL = 頂下小葉。

這些建議通過強(qiáng)調(diào)有意識(shí)體驗(yàn)的身體地圖作為有意引導(dǎo)注意力(即精確加權(quán))、想象力和行動(dòng)的來源的作用,擴(kuò)展了先前對(duì)通過預(yù)測(cè)處理【114】進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制的描述。然而,如果自主行動(dòng)是注意力的一種功能,如果注意力是通過模擬行動(dòng)和部分表達(dá)的運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)實(shí)現(xiàn)的,那么最初是什么讓自主行動(dòng)得以發(fā)展呢?這種潛在的解釋性回歸被(可能令人驚訝的)控制巧妙“設(shè)計(jì)”的身體計(jì)劃的容易程度所阻止,特別是當(dāng)這些形態(tài)學(xué)受限于狀態(tài)空間的適應(yīng)性區(qū)域時(shí),例如,大部分的運(yùn)動(dòng)是由相對(duì)可控的擺動(dòng)動(dòng)態(tài)產(chǎn)生的,腦干和脊髓模式發(fā)生器進(jìn)一步幫助產(chǎn)生協(xié)調(diào)的定時(shí)力向量和運(yùn)動(dòng)模式。舉個(gè)例子,肩部、手臂和手指關(guān)節(jié)的有限活動(dòng)范圍促進(jìn)了通過抓握來有效地參與和探索世界(例如,手指不往后彎曲使抓握更容易),并在可能的視野范圍內(nèi)進(jìn)行操作(例如,手臂更有可能將物體放在面部傳感器前面)。這種近乎最佳的抓握可能會(huì)通過手指墊和可變形軟體機(jī)器人操縱器之間的功能相似性進(jìn)一步促成,其中力度提供了適應(yīng)性可調(diào)節(jié)的接觸表面,從而通過將控制轉(zhuǎn)移到形態(tài)學(xué)‘計(jì)算’來簡(jiǎn)化控制。根據(jù)這種說法,良好設(shè)計(jì)的身體計(jì)劃不僅會(huì)自動(dòng)促進(jìn)適應(yīng)性行為,而且這種體現(xiàn)智能為所有認(rèn)知(和情感)發(fā)展提供了基礎(chǔ)和支架。這些有利的學(xué)習(xí)條件通過其他更有經(jīng)驗(yàn)的人(包括養(yǎng)育父母)在人工環(huán)境中的監(jiān)督進(jìn)一步增強(qiáng)了。通過這些方式,我們?cè)谶M(jìn)行價(jià)值導(dǎo)向的目標(biāo)活動(dòng)中會(huì)自動(dòng)發(fā)現(xiàn)自己身處于能干的身體中,這些抓握最終使我們能夠構(gòu)建一致的世界模型和意識(shí)意向。

3. Grounding Intentionality in Virtual Intrabody Interactions and Self-Annihilating Free Energy Gradients

“我們必須拒絕古老的假設(shè),這些假設(shè)將身體放在世界中,將看見者放在身體中,或者相反,將世界和身體放在看見者中,就像放在盒子里一樣。既然世界是肉體的,那么我們應(yīng)該把身體和世界之間的界限放在哪里呢?既然身體里顯然只有“充滿器官的影子”,也就是說,更多的是可見的東西,那么我們應(yīng)該把看見者放在身體的什么地方呢?所看到的世界并不在我的身體“之內(nèi)”,而我的身體最終也不在可見的世界“之內(nèi)”:就像肉身與肉身一樣,世界既不包圍它,也不被它包圍。作為對(duì)可見事物的參與和親緣關(guān)系,視覺既不包圍它,也不明確地被它包圍??梢娛挛锏谋韺觾H適用于我的視覺和我的身體。但這個(gè)表面之下的深度包含了我的身體,因此也包含了我的視野。我的身體作為一個(gè)可見的事物包含在整個(gè)景觀中。但我的視覺身體包含著這個(gè)可見的身體,以及與之相關(guān)的所有可見的東西。其中一個(gè)與另一個(gè)相互插入和交織……”。

——莫里斯·梅洛-龐蒂 [150]

該提議從根本上體現(xiàn)為聲稱通過內(nèi)化的行動(dòng)模式提供了對(duì)有意控制的詳盡描述。部分表達(dá)的運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)被認(rèn)為是對(duì)注意力、工作記憶和想象力進(jìn)行意志控制的唯一手段,無論這種影響是基于關(guān)注最近感覺的感知痕跡,還是通過相關(guān)的虛構(gòu)動(dòng)作產(chǎn)生新穎的反事實(shí)感知體驗(yàn) 這些部分表達(dá)的運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)所選擇的表征在主動(dòng)推理中起著特別強(qiáng)大的預(yù)測(cè)作用——尤其是如果有意識(shí)的話[73]——因此提供了自愿塑造思想和行為的強(qiáng)大手段。

在這種主動(dòng)推理的觀點(diǎn)中,意圖代表了信念和欲望的功能交集,其中欲望被理解為一種反事實(shí)信念,因此會(huì)產(chǎn)生預(yù)測(cè)誤差(或自由能梯度),并通過行動(dòng)將其最小化。正如下面將更詳細(xì)討論的,情緒和感覺可以被有效地概念化為有機(jī)體模式上的行動(dòng)-感知循環(huán)的主動(dòng)和感知成分。按照這種觀點(diǎn),欲望可以被概念化為驅(qū)動(dòng)主動(dòng)推理的情緒和驅(qū)動(dòng)主動(dòng)推理的感覺。更新感知模型[151]。如上所述,對(duì)反事實(shí)的期望世界狀態(tài)的想象將產(chǎn)生與目標(biāo)相關(guān)的預(yù)測(cè)誤差,這些誤差可以通過更新預(yù)測(cè)(欲望作為感覺)或通過更新世界狀態(tài)(欲望作為情感)來最小化。

鑒于與欲望相關(guān)的價(jià)值來源植根于穩(wěn)態(tài)命令,這些充滿情感的預(yù)測(cè)錯(cuò)誤將集中在內(nèi)感受方式上[152,153](圖5)。正如 Seth 等人令人信服地描述的那樣。[154]就島推理層次而言,這種主要的內(nèi)感受自由能可以通過調(diào)節(jié)神經(jīng)內(nèi)分泌和自主功能來異位最小化?;蛘?,這些主要的內(nèi)感受自由能梯度(這里理解為欲望)可以通過更間接的策略來最小化,即生成關(guān)于行動(dòng)的外感受和本體感受后果的反事實(shí)預(yù)測(cè)[75]。如果反事實(shí)的本體感受姿勢(shì)被穩(wěn)定地牢記在心,它們最終可能會(huì)導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)池的驅(qū)動(dòng),因?yàn)樯窠?jīng)系統(tǒng)會(huì)自我組織,通過公開的行動(dòng)來最小化預(yù)測(cè)誤差[72,109,155]。從這個(gè)角度來看,所有行為最終都被理解為構(gòu)成預(yù)測(cè)性穩(wěn)態(tài)生命管理的一種擴(kuò)展的動(dòng)態(tài)平衡[156]。


圖 5. 富有想象力的規(guī)劃和政策選擇背景下的互動(dòng)模式。該幀序列描述了代理選擇動(dòng)作以實(shí)現(xiàn)喝茶的目標(biāo)時(shí)模態(tài)之間的交互(見圖 2 和 4)。每一行描繪了體驗(yàn)的不同方面,所有這些都在以目標(biāo)為導(dǎo)向的認(rèn)知和行為的背景下相互作用。想象和感知(第一行和第二行)對(duì)應(yīng)于視覺空間意識(shí)的當(dāng)前內(nèi)容,可能由以后內(nèi)側(cè)皮質(zhì)為中心的層次結(jié)構(gòu)介導(dǎo)。該工作空間是否被感知或想象占據(jù),將分別取決于與層次較低的皮質(zhì)區(qū)域更強(qiáng)的相互作用,或者更多的刺激解耦默認(rèn)模式處理(因此提供反事實(shí)感知)。身體圖(第三行)對(duì)應(yīng)于經(jīng)驗(yàn)豐富的本體感覺姿勢(shì),可能由以下外側(cè)頂葉皮質(zhì)為中心的層次結(jié)構(gòu)介導(dǎo)。身體部位的不

同陰影和大小表明與持續(xù)目標(biāo)追求相關(guān)的可供性相關(guān)顯著性相關(guān)的不同注意力焦點(diǎn)和建模屬性。欲望(第四行)對(duì)應(yīng)于情感身體體驗(yàn),可能也由下外側(cè)頂葉網(wǎng)絡(luò)介導(dǎo),但也涉及與島葉和扣帶皮層的相互作用。不同的紅色和藍(lán)色陰影分別表示與不同身體部位相關(guān)的正價(jià)和負(fù)價(jià),包括關(guān)于內(nèi)部環(huán)境的半局部方面的內(nèi)感受估計(jì)。總而言之,第 1 行和第 2 行可以被視為構(gòu)成“心靈之眼”(或“笛卡爾劇場(chǎng)”),而第 3 行和第 4 行則被視為“活體”。通過它們的耦合,這些網(wǎng)絡(luò)和相關(guān)現(xiàn)象可能(可能詳盡地)構(gòu)成意識(shí)的物理基礎(chǔ),作為基于代理的建模和控制的集成工作空間。

欲望通過本體感知預(yù)測(cè)驅(qū)動(dòng)明顯的行動(dòng)選擇的程度,在很大程度上取決于對(duì)大腦皮層層次結(jié)構(gòu)的不同部分分配的精密加權(quán)(見圖1和3)。就島葉而言,精密加權(quán)可以使預(yù)測(cè)誤差達(dá)到層次更高的(即解剖學(xué)上更前面的)水平[154],在那里內(nèi)感知信息可能有更多機(jī)會(huì)影響對(duì)外感知和本體感知層次的預(yù)測(cè),從而推動(dòng)行動(dòng)。整體預(yù)測(cè)誤差(即自由能)是否通過更新內(nèi)在模型(即感知推理)或更新世界狀態(tài)(即主動(dòng)推理)來最小化將取決于在主要模態(tài)上的降低精度[72,157],從而保護(hù)與目標(biāo)相關(guān)的預(yù)測(cè)不受與目前感覺數(shù)據(jù)的差異(或更新)的干擾。例如,降低內(nèi)感知層次的下層精度可能通過自主功能(即欲望作為無意識(shí)情感)促進(jìn)內(nèi)感知的主動(dòng)推理,因?yàn)?strong>對(duì)內(nèi)感知感覺的降低增益將允許相關(guān)的表征通過預(yù)測(cè)編碼機(jī)制更容易更新。與此相反,提高內(nèi)感知層次的中間精度將促進(jìn)內(nèi)感知信息到達(dá)前島葉并獲得更全局的可用性(即欲望作為有意識(shí)的感覺)。如果這些有意識(shí)的內(nèi)感知狀態(tài)為其他模態(tài)產(chǎn)生強(qiáng)大的預(yù)測(cè),并且如果感覺證據(jù)沒有過多的精度,那么自由能將向上流動(dòng)到內(nèi)感知層次,然后進(jìn)入外感知和本體感知層次,從而驅(qū)動(dòng)行動(dòng)以最小化總體預(yù)測(cè)誤差(即自由能)。以這種方式,欲望(作為自由能梯度)可以被視為一種力量[158],它在多模態(tài)身體圖中流動(dòng),如果這些級(jí)聯(lián)預(yù)測(cè)足夠穩(wěn)健,以至于通過脊髓運(yùn)動(dòng)池和相關(guān)的肌肉執(zhí)行器最小化預(yù)測(cè)誤差,則可能導(dǎo)致明顯的行動(dòng)。從計(jì)算的角度來看,這些信息流將由精密加權(quán)的模式組成,這些模式可以選擇特定的預(yù)測(cè)以執(zhí)行行動(dòng)(例如,用于最小化特定類型內(nèi)感知預(yù)測(cè)誤差的相關(guān)可能性),或者作為影響策略選擇閾值的超先驗(yàn)(例如,調(diào)節(jié)神經(jīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng))。

這種通過內(nèi)臟欲望驅(qū)動(dòng)大規(guī)模神經(jīng)元活動(dòng)選擇的解釋與內(nèi)感受推論一致,由于這些預(yù)測(cè)的高度穩(wěn)定(且如此精確)的性質(zhì),內(nèi)感受推論具有獨(dú)特的奴役皮層的能力[90],這可能通過 這些子網(wǎng)絡(luò)的中心性很高。這些模型得到了大量研究的支持,其中島葉-扣帶回連接被證明是動(dòng)機(jī)認(rèn)知和行為的核心[159-162]。進(jìn)一步的間接支持證據(jù)可以在呼氣期間更頻繁地發(fā)起的自愿行動(dòng)中找到,其中相關(guān)的神經(jīng)動(dòng)力學(xué)(即準(zhǔn)備電位)表現(xiàn)出呼吸周期的調(diào)節(jié)[163]。也許這些本能驅(qū)動(dòng)行動(dòng)模型最令人信服的證據(jù)可以在 Zhou 等人的工作中找到。[164],其中有機(jī)顯著性模型構(gòu)成了靜息狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)中最高級(jí)別的分層控制。

許多由內(nèi)感知影響的注意力和行動(dòng)選擇可能是無意識(shí)的。然而,當(dāng)這些根植于內(nèi)臟的[130]預(yù)測(cè)誤差達(dá)到我們意識(shí)到它們的皮質(zhì)層次時(shí),我們可以進(jìn)一步利用來自外感知和本體感知模式的運(yùn)動(dòng)副本(作為預(yù)測(cè)或貝葉斯先驗(yàn))來關(guān)注這些感覺。例如,我們可以(無論是公開還是想象)通過身體和其內(nèi)部的地圖進(jìn)行視覺掃描,從而通過與直接傳輸這些信息的感覺通道不同的方式對(duì)內(nèi)感知內(nèi)容進(jìn)行建模。這種有意識(shí)地關(guān)注內(nèi)感知狀態(tài)可以使我們調(diào)節(jié)意識(shí)和行動(dòng)受欲望感受影響的程度。從理論上講,這種機(jī)制還可以提供正念練習(xí)的主動(dòng)模型,例如“身體掃描”或冥想呼吸[165–167]。

情緒調(diào)節(jié)的這種由對(duì)內(nèi)感知狀態(tài)的定向注意力引發(fā)的過程也同樣適用于對(duì)外感知和本體感知模式的關(guān)注。部分表達(dá)的運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)可能會(huì)偏向于這些身體表示( 例如,對(duì)手的模擬視線),從而影響下一步可能選擇的動(dòng)作(例如,以特定方式抓取物體)。盡管受到多種解釋的影響,但某些證據(jù)支持這種模型,例如通過額頂中線結(jié)構(gòu)的θ波與額頂-頂葉網(wǎng)絡(luò)的β波之間的功能相互作用來影響精度估計(jì) [127],這里可能(推測(cè)性地)被 解釋為虛構(gòu)的視線與其他動(dòng)作導(dǎo)向的身體地圖相互作用。在部分表達(dá)的動(dòng)作提供自上而下注意力基礎(chǔ)的情況下,我們可以通過關(guān)注動(dòng)作導(dǎo)向的身體地圖來有意識(shí)地影響注意力,從而推動(dòng)進(jìn)一步的關(guān)注和意向形成。在這個(gè)交織的跨模態(tài)預(yù)測(cè)的級(jí)聯(lián)過程中真的存在意向性嗎?這個(gè)問題的答案取決于我們?nèi)绾味x意向,這里表示任何意識(shí)到的愿望能夠影響神經(jīng)活動(dòng)的選擇。當(dāng)這些過程是由涉及敘事自我模型和相關(guān)概念的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)時(shí),人類般的意圖也可以說是出現(xiàn)了,如下文將詳細(xì)描述的那樣。

4. The Emergence of Conscious Teleological Agents

[注:在下文中,“意識(shí)”一詞有多種含義,有時(shí)涉及基本的主觀經(jīng)驗(yàn),有時(shí)涉及對(duì)經(jīng)驗(yàn)的知識(shí)、可操作性和可報(bào)告性的有意識(shí)訪問[168]。除非另有說明,這些討論可以被認(rèn)為是指兩種意識(shí)。有關(guān)現(xiàn)象意識(shí)的物理和計(jì)算基礎(chǔ)的更徹底的討論,請(qǐng)參閱綜合世界建模理論[73,74]。

4.1. Generalized Dynamic Cores

“新生兒要做的第一件也是最基本的事情是什么?如果一個(gè)人認(rèn)同自由能原理,那么它唯一要做的就是解決其外感受、本體感受和內(nèi)感受的原因的不確定性……正是在這一點(diǎn)上,自我的重要性顯現(xiàn)出來——從某種意義上說,最好的感覺是 對(duì)沉浸在環(huán)境中的有知覺生物的感覺的解釋必須區(qū)分自我(生物)和非自我(環(huán)境)。由此可見,結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)的首要任務(wù)是區(qū)分可以歸因于自我的感覺的原因和那些不能歸因于自我的感覺的原因。。。這里提出的問題是,最小自我的概念或體驗(yàn)是否取決于選擇(即學(xué)習(xí))區(qū)分自我和非自我的模型,或者它是否需要將代理劃分為自我、他人和其他一切的模型。

——Karl Friston[88]

“[我們]將意識(shí)和夢(mèng)的清醒度定位于執(zhí)行功能額葉皮層。我們假設(shè)該區(qū)域的激活對(duì)于自我意識(shí)至關(guān)重要,并否認(rèn)任何“我們的額葉皮層中坐著一個(gè)小人”或“一切都聚集在一起”的說法。我們只是堅(jiān)持認(rèn)為,如果沒有額葉激活,大腦就不是完全有意識(shí)的??偠灾?,我們可以說,也許是挑釁性的,(自我)意識(shí)就像一個(gè)劇院,只要額葉被激活,人們就可以觀看一場(chǎng)戲劇。清醒時(shí),“游戲”包括外部世界。在清醒夢(mèng)中,“游戲”完全是內(nèi)在的。在這兩種狀態(tài)下,“游戲”都是一種模型,因此是虛擬的。但它始終是身體上的,并且始終是基于大腦的?!?/p>

——艾倫·霍布森和卡爾·弗里斯頓 [11]

控制論貝葉斯大腦也已擴(kuò)展到現(xiàn)象學(xué),為從代理感到聯(lián)覺感知等經(jīng)驗(yàn)的定性方面提出了可能的解釋。“存在”(或主觀真實(shí)性)的感覺被認(rèn)為與自主和運(yùn)動(dòng)動(dòng)作引起的信息性內(nèi)感受信號(hào)的成功預(yù)測(cè)性抑制相對(duì)應(yīng),產(chǎn)生與自我生成的動(dòng)作相關(guān)的代理感[154]。自我生成行為的歷史允許“掌握感覺運(yùn)動(dòng)偶然事件”[169],與誘發(fā)的可供性相關(guān)的預(yù)測(cè)能力(即“反事實(shí)的豐富性”)的程度和多樣性決定與體驗(yàn)的各個(gè)方面相關(guān)的存在程度[ 61]。

可以推測(cè),反事實(shí)豐富性可能通過微觀想象對(duì)知覺存在感起到作用,這些想象可能對(duì)意識(shí)的認(rèn)識(shí)幾乎不可及。也就是說,感知可能總是涉及相關(guān)的實(shí)用關(guān)系,但由于這些想象的瞬息萬變(例如,后模態(tài)的單一整合性α復(fù)合體未能更廣泛地整合成連貫的因果展開),因此這種想象可能無法被意識(shí)接觸到。 然而,這種模擬的可供性仍然可能有助于對(duì)感知的不同方面及其多模態(tài)關(guān)聯(lián)(例如,可能的內(nèi)感受后果)的注意選擇,從而產(chǎn)生伴隨著特定意義的可能性的半影。這種無法訪問的現(xiàn)象性模型對(duì)于理解能動(dòng)性的多個(gè)方面可能至關(guān)重要,其中有意識(shí)地體驗(yàn)到的孤立的感受性可能會(huì)對(duì)思想產(chǎn)生強(qiáng)烈的影響,提供令人驚訝的豐富的“無意識(shí)”處理來源。

另一方面,反事實(shí)豐富性與知覺存在感相關(guān)的部分原因可能是因?yàn)檫@些(非實(shí)際的)實(shí)用性相關(guān)預(yù)測(cè)未能抑制自下而上的感覺。想象的感知?jiǎng)幼鬟B貫性會(huì)產(chǎn)生預(yù)測(cè)誤差,當(dāng)它們與實(shí)際的感官觀察不一致時(shí),這將影響到意識(shí)經(jīng)驗(yàn),如果它們達(dá)到具有豐富俱樂部連接性的層次較高的皮層[104,170]。這些子網(wǎng)絡(luò)具有高中心性和高互逆(或重新輸入)連接性,這些特點(diǎn)被認(rèn)為支持“動(dòng)態(tài)核心”的相互維持激活模式[6,171],從而實(shí)現(xiàn)了“全局工作空間”[172],能夠整合和區(qū)分[173]具有足夠時(shí)空和因果組織的多種現(xiàn)象方面,以進(jìn)行一致的意識(shí)建模[15,73,74]。

雖然這里提出的有意識(shí)的代理描述是根本上具體的,但它與更加激進(jìn)的“擴(kuò)展思維”對(duì)預(yù)測(cè)處理的解釋存在分歧[174]。根據(jù)激進(jìn)唯行主義者對(duì)主動(dòng)推理的解釋,主觀體驗(yàn)是由生物體大腦、身體和環(huán)境內(nèi)部的整個(gè)層次關(guān)系系統(tǒng)所代表的隱含模型的必然結(jié)果。然而,我提出,只有當(dāng)過程與神經(jīng)活動(dòng)的動(dòng)態(tài)核心在信息被整合到特定的大規(guī)模穩(wěn)態(tài)狀態(tài)的時(shí)間尺度上耦合時(shí),它們才會(huì)對(duì)意識(shí)有所貢獻(xiàn)[73,74],通過機(jī)制來增強(qiáng)同步活動(dòng)的穩(wěn)定性和協(xié)調(diào)性[175,176]。盡管思維確實(shí)是擴(kuò)展的[177,178],但意識(shí)可能是一種更加時(shí)空有限的現(xiàn)象。

意識(shí)的動(dòng)態(tài)核心在貝葉斯大腦中可能扮演另一個(gè)核心角色,作為穩(wěn)健和(元)穩(wěn)定預(yù)測(cè)的源泉 。對(duì)神經(jīng)動(dòng)態(tài)的意識(shí)驅(qū)動(dòng)允許了幾個(gè)在沒有中央控制過程的情況下不可能實(shí)現(xiàn)的特性。在信息的廣泛可用性程度上——通常以體驗(yàn)?zāi)M的形式出現(xiàn)——允許與語言生成系統(tǒng)及其組合和遞歸生成潛力耦合,這將極大地增加主動(dòng)推理的穩(wěn)定性、復(fù)雜性和靈活性。在這些擴(kuò)展能力允許推斷出時(shí)間上延展的事件的程度上,它們可能為構(gòu)建抽象自我模型和一種新的符號(hào)秩序[13,179]提供基礎(chǔ)。在這種有意識(shí)符號(hào)主義的制度下,一種新類型的動(dòng)態(tài)核心變得可能,作為具有擴(kuò)展因果展開和抽象知識(shí)結(jié)構(gòu)的世界模型。這樣的廣義動(dòng)態(tài)核心將由相互維持的預(yù)測(cè)系統(tǒng)構(gòu)成,當(dāng)相交的預(yù)測(cè)提供協(xié)同更大的推理能力時(shí),它們的穩(wěn)健性將增強(qiáng)(例如,證據(jù)收斂的線索)。

建議體現(xiàn)自我模型(ESM)作為在多個(gè)層面上構(gòu)成自我維持的穩(wěn)健推理核心。在較低的抽象層次上,最小的 ESM [180] 對(duì)應(yīng)于根據(jù)第一人稱視角參考框架組織的身體圖。在更高的抽象層次上,更精細(xì)的 ESM 對(duì)應(yīng)于第三人稱視角的身體地圖和圖式。這些第一人稱和第三人稱視角的 ESM 都在主體間的社會(huì)背景下發(fā)展,可能通過第二人稱視角的內(nèi)化[181]以及與他人(或由他人)進(jìn)行鏡像[182,183]。核心自我的基本方面——具有具體化embodiment和象征性的客觀化特征——可能涉及一種第一人稱與第三人稱ESM的內(nèi)部“鏡像”,因此為高級(jí)自我建模建立有效連接的聯(lián)系(參見鏡像自我) 通過經(jīng)驗(yàn),這些不同的 ESM 彼此關(guān)聯(lián)起來,作為一種控制異構(gòu)體,受不同抽象層次上的不同自我模式的支配。

能夠?qū)崿F(xiàn)這些不同自我過程的神經(jīng)群體還將在語音動(dòng)作感知周期上與下額葉和顳葉層次結(jié)構(gòu)建立相互聯(lián)系,以發(fā)聲器官的相應(yīng)輸出和聽覺的輸入為基礎(chǔ)。這些功能聯(lián)系將為基于句法語法的語義理解提供基礎(chǔ),這可能允許像前面描述的內(nèi)部語音一樣思考。從這個(gè)徹底體現(xiàn)的角度來看,語言思維是一種運(yùn)動(dòng)技能,它部分地將陳述性知識(shí)視為程序性記憶的一個(gè)特例。這些符號(hào)能力提供了更復(fù)雜的組織模式,其中ESM采取敘事增強(qiáng)自我的形式[111,156],具有幾乎無限的符號(hào)潛力[184186],包括多層次的人際耦合[187,188]、參與性意義建構(gòu)和共享意向性[189,190], 并通過抽象意義構(gòu)建經(jīng)驗(yàn)[121,148,191]。

我建議我們可以從博弈論上解釋“動(dòng)態(tài)核心”[192],并將這個(gè)概念擴(kuò)展到各個(gè)層面上構(gòu)建思維的新興模式。在自由能原理下,所有持久的形式都必然使預(yù)測(cè)誤差最小化,并且隨著模式競(jìng)相促進(jìn)其存在,這些相互作用將構(gòu)成一種兼具合作和競(jìng)爭(zhēng)特征的博弈。每當(dāng)一組預(yù)測(cè)變得足夠穩(wěn)定以至于能夠在信念空間中充當(dāng)一種主導(dǎo)范式[193]時(shí),就會(huì)建立一個(gè)“核心”。這個(gè)核心屬性可以因?yàn)?strong>模型和世界之間的一種忠實(shí)對(duì)應(yīng)而獲得,或者僅僅因?yàn)樗诎l(fā)展的早期出現(xiàn)并因此構(gòu)建了后續(xù)的模型(無論準(zhǔn)確與否)。具身自我是提供廣義核心的良好候選者。對(duì)異質(zhì)感覺之間的相關(guān)活動(dòng)進(jìn)行簡(jiǎn)約建模,無論是內(nèi)感受、本體感受還是外感受[75]。我認(rèn)為 ESM 為經(jīng)驗(yàn)提供了如此有力的解釋,以至于它們?yōu)樾撵`的所有其他方面形成了必要的腳手架,自我的不同方面被理解為各種擴(kuò)展的體現(xiàn) [194-197],從物質(zhì)財(cái)產(chǎn) [198] 到社會(huì)角色 ,以及其他更抽象的自我意識(shí)和所有權(quán)意識(shí)[111]。從這個(gè)觀點(diǎn)來看,心理發(fā)展將通過保留和適應(yīng)各種核心模式(用新皮亞杰主義的術(shù)語來說,同化和適應(yīng))來重新構(gòu)建,從而允許思想引導(dǎo)自己走向日益稀有的復(fù)雜狀態(tài)。

在這些發(fā)展里程碑中,也許最重要的重大轉(zhuǎn)變是獲得自我意識(shí)的能力[199]。正如上面關(guān)于鏡像的潛在重要性所建議的,這種自我模型可能通過涉及各種形式的主體間推理的社會(huì)互動(dòng)的內(nèi)化而發(fā)展。雖然自我的豐富性不應(yīng)該被簡(jiǎn)化為任何給定的機(jī)制,但對(duì)動(dòng)作感知周期的關(guān)注闡明了各種神經(jīng)系統(tǒng)可能有助于構(gòu)建(和控制)不同的客觀化自我表征的方式。如果有足夠的經(jīng)驗(yàn),第一人稱參考系中想象的動(dòng)作將伴隨著與從其他角度對(duì)類似動(dòng)作的感知的自動(dòng)聯(lián)想聯(lián)系。這些不同的觀點(diǎn)由腹側(cè)視覺流神經(jīng)元群“編碼”,這些神經(jīng)元群可以通過后內(nèi)側(cè)皮質(zhì)有意識(shí)地訪問[73,74]。有意識(shí)的第三人稱自我表征提供了復(fù)雜突發(fā)事件的建模/控制和導(dǎo)航的附加形式,例如想象多步驟計(jì)劃,可能伴隨著穿越空間時(shí)間的可視化。[推測(cè),連接背側(cè)和腹側(cè)皮質(zhì)層次結(jié)構(gòu)的白質(zhì)束的進(jìn)化闡述可能促進(jìn)了這種視角交叉映射[200,201]。

客觀化的自我代表了進(jìn)化中的一個(gè)重大轉(zhuǎn)變,表明從一階控制論到二階控制論的運(yùn)動(dòng),其中代理變得能夠使用自我調(diào)節(jié)過程將自己遞歸地建模為尋求目標(biāo)的自我調(diào)節(jié)反饋系統(tǒng)[202]。因此,從根本上體現(xiàn)的視角不僅可以幫助我們理解有意的目標(biāo)導(dǎo)向行為的微觀機(jī)制,還可以幫助我們理解自我意識(shí)的本質(zhì)和潛在的人類獨(dú)特的代理形式。這種通過心理行為構(gòu)建具有元認(rèn)知能力的自我也表明,代理機(jī)制受損會(huì)導(dǎo)致不同形式的適應(yīng)不良功能和精神病理學(xué)[203]。這種構(gòu)建的自我也暗示了可以更新病態(tài)自我過程的方法,可能是通過有意定向關(guān)注上述作為冥想實(shí)踐的原型模型的軀體狀態(tài)[166,167]。

4.2. Embodied Self-Models (ESMs) as Cores of Consciousness

4.2.1. The Origins of ESMs

總結(jié)一下,ESMs可能構(gòu)成了眾多和多樣的心理過程的基礎(chǔ)核心和支架,從處理不完全約束的推理空間到有意識(shí)地控制注意力、想象和行動(dòng)。ESMs既是身體地圖,又是控制層次結(jié)構(gòu),由基于骨骼肌和相關(guān)感知輸出的行動(dòng)-感知循環(huán)構(gòu)成(見圖6)。正如上文所述,ESMs的核心地位可根據(jù)早期經(jīng)驗(yàn)[84,204]預(yù)期,其中身體提供了學(xué)習(xí)課程,其中可能性受到了有益的限制[38],從而使有機(jī)體能夠以增量發(fā)展的區(qū)域內(nèi)的方式逐步解決處理日益具有挑戰(zhàn)性的建??臻g的問題[120]。就構(gòu)建健壯的因果世界模型的挑戰(zhàn)而言,這些模型既可能啟用,也可能導(dǎo)致有意識(shí)的體驗(yàn)[73,74],不受限制的推理空間的組合可能只能通過體驗(yàn)學(xué)習(xí)提供的歸納偏差來克服。這種根本的體驗(yàn)發(fā)展遺產(chǎn)提出了一個(gè)根本性的觀點(diǎn),即ESMs形成了所有有意識(shí)(以及許多無意識(shí))心理過程的半集中支架,將抽象的符號(hào)思維植根于心理模擬和從最初的身體經(jīng)驗(yàn)中進(jìn)行隱喻延伸[47,48]。


Figure 6.圖 6. 從經(jīng)驗(yàn)的必然方面(即現(xiàn)象學(xué))以及分析的計(jì)算(或功能)、算法和實(shí)施級(jí)別來描述人腦[2,74]?,F(xiàn)象學(xué)層面被指定為提供意識(shí)與這些補(bǔ)充/附帶的分析層面之間的映射。莫代爾描繪意味著心靈的根本體現(xiàn)本質(zhì),但并非所有圖像都旨在表明意識(shí)體驗(yàn)?,F(xiàn)象意識(shí)可能僅由以后內(nèi)側(cè)皮層、邊緣上回和角回為中心的層次結(jié)構(gòu)產(chǎn)生,作為各自的視覺空間(參見意識(shí)作為射影幾何) 建模)[181,205],軀體(參見基礎(chǔ)認(rèn)知和中級(jí)理論)[3,206,207],以及意向/注意現(xiàn)象學(xué)(參見注意模式理論[118]。計(jì)算上,根據(jù)特定的模態(tài)方面識(shí)別各種大腦功能,或者尊重 產(chǎn)生感知(無意識(shí)和有意識(shí))或行動(dòng)(無意識(shí)和潛在意識(shí),通過后生成模型)。[注:動(dòng)作選擇也可以通過后皮質(zhì)的可供性競(jìng)爭(zhēng)發(fā)生[94],額葉生成模型可以解釋為 一種前瞻性(無意識(shí))的感知,通過參數(shù)化后生成模型的反轉(zhuǎn)使想象成為有意識(shí)的。]在算法層面,這些函數(shù)被映射到機(jī)器學(xué)習(xí)架構(gòu)的變體上——例如,自動(dòng)編碼器和生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)、圖 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(GNN)、循環(huán)儲(chǔ)存器和液態(tài)狀態(tài)機(jī)——根據(jù)神經(jīng)系統(tǒng)的潛在實(shí)現(xiàn)進(jìn)行組織。GNN 結(jié)構(gòu)的潛在空間被認(rèn)為是一種潛在的重要架構(gòu)原則 [208],這主要是由于模擬物理過程的效率 [209-211]。六邊形組織的網(wǎng)格圖 GNN 在后內(nèi)側(cè)皮質(zhì)中被描述為有助于準(zhǔn)笛卡爾空間建模(和潛在的經(jīng)驗(yàn))[212,213],以及在背內(nèi)側(cè)和腹內(nèi)側(cè)前額皮質(zhì)中用于代理控制。神經(jīng)影像學(xué)證據(jù)表明,這些網(wǎng)格可能以各種方式動(dòng)態(tài)耦合[214],作為一種通過廣義空間的導(dǎo)航/搜索過程,有助于高階認(rèn)知[215-217]。據(jù)推測(cè),進(jìn)一步的 GNN 位于邊緣上回,作為放置在初級(jí)感覺運(yùn)動(dòng)小人的變換表示之上的網(wǎng)格(參見身體圖像/模式,以實(shí)現(xiàn)有效的運(yùn)動(dòng)控制/推理)。這種準(zhǔn)同體 GNN 可能與從內(nèi)部感受到的實(shí)施例有一定的比例對(duì)應(yīng)關(guān)系,可能會(huì)變形/重新表示以更好地與外部查看的實(shí)施例相對(duì)應(yīng)(可能是由其他實(shí)施例產(chǎn)生并實(shí)現(xiàn)與其他實(shí)施例的“鏡像”)協(xié)調(diào)和推理代理)[39]。據(jù)推測(cè),這種部分轉(zhuǎn)換為準(zhǔn)笛卡爾參考系可能與后內(nèi)側(cè)皮質(zhì)中的半地形組織表示提供更有效的耦合(或信息共享)。角回被描述為包含一個(gè)環(huán)形 GNN,以反映更高層次的抽象和對(duì)面向行動(dòng)的身體模式的分層控制——這可能會(huì)調(diào)解連貫的功能耦合在“活體”和“心靈之眼”之間——功能上需要注意(和潛在有意)過程上的向量/張量[218]。[注:預(yù)測(cè)處理的語言提供了實(shí)現(xiàn)和計(jì)算(以及現(xiàn)象學(xué))級(jí)別之間的橋梁,但向量場(chǎng)和吸引流形等描述也可以用來保持不可知論,即物理動(dòng)力學(xué)可能需要哪些隱式算法。]在實(shí)現(xiàn)層面上,算法過程的生物實(shí)現(xiàn)被描述為對(duì)應(yīng)于神經(jīng)元群體之間的活動(dòng)流和相互作用,通過亞穩(wěn)態(tài)同步復(fù)合體(即“自組織諧波模式”[73])的形成進(jìn)行疏導(dǎo)。[注:本手稿中討論的其他模型并不依賴于這些假定映射的準(zhǔn)確性,也不依賴于集中式侏儒和與現(xiàn)象學(xué)具有半地形對(duì)應(yīng)關(guān)系的“笛卡爾劇院”的假設(shè)機(jī)制。]。

正如上文所述,ESM提供了通過對(duì)感知和想象的感覺運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行迭代比較的手段,從而影響行動(dòng)選擇,通過預(yù)測(cè)編碼機(jī)制實(shí)現(xiàn)了從目標(biāo)向后鏈的復(fù)雜規(guī)劃。意圖(作為自我湮滅的自由能梯度)被提議作為系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的原因,通過信念和欲望之間的相互作用產(chǎn)生,作為主要基于內(nèi)部感知的對(duì)事實(shí)情況的信念。此外,支持ESM的神經(jīng)元集合體和中間水平表示[3,206,207]可能被定位為生成性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中位于中心的、連接豐富的節(jié)點(diǎn)。由于具身性與感知觀察的大多數(shù)原因都有功能聯(lián)系,ESM節(jié)點(diǎn)之間的連貫組織將有助于小世界連接,從而增強(qiáng)了消息傳遞的潛力,從而增強(qiáng)了信息整合的能力。因此,除了構(gòu)成大多數(shù)心理過程的核心外,ESM還位于神經(jīng)活動(dòng)的動(dòng)態(tài)核心中心[73,74,219],產(chǎn)生了高度整合的信息[173,220],并且實(shí)例化了全局工作空間的通信骨干[221,222]。

關(guān)于通過ESM進(jìn)行工作空間動(dòng)態(tài)的假設(shè),值得注意的是,高低模塊化的時(shí)期最明顯的變化基于感覺運(yùn)動(dòng)和視覺網(wǎng)絡(luò)中的活動(dòng)程度[223],這可能表明這些系統(tǒng)在大規(guī)模認(rèn)知循環(huán)中具有關(guān)鍵作用[224]。感覺運(yùn)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成了最廣泛的靜息態(tài)組分,涉及總灰質(zhì)的27%[225]。更重要的是,這些體感網(wǎng)絡(luò)建立了功能連接的核心[226],與其他功能網(wǎng)絡(luò)存在高度重疊和耦合活動(dòng),包括默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò),因此可能將意識(shí)工作空間動(dòng)態(tài)與多個(gè)層面的自我聯(lián)系起來[227–230]。

4.2.2. Phenomenal Binding via ESMs

ESM 之間的高度互信息可能會(huì)增強(qiáng)自組織同步和推理穩(wěn)定性的能力 [204]。事實(shí)上,以身體為中心的神經(jīng)反應(yīng)的早期出現(xiàn)(就個(gè)體發(fā)育和系統(tǒng)發(fā)育而言)表明它們可能是體外形式的知覺推理的基礎(chǔ)[91,231]。就發(fā)育首要性而言,斑馬魚的研究表明,脊髓運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元開始建立全局同步動(dòng)態(tài)的刻板過程,首先是可靠地提高同步局部活動(dòng)的程度[232],然后是更大規(guī)模的整合(或 當(dāng)超過臨界閾值時(shí),自組織)進(jìn)入明確定義的振蕩模式[233]。通過身體圖的高度整合能力可能有助于解釋神經(jīng)系統(tǒng)在良好(例如受傷后恢復(fù))和疾?。ɡ缁弥C合癥)方面重新配置自身的非凡能力[194,234,235]。

理論上,當(dāng)功能耦合時(shí),ESM 可以將其一些同步(和推理)穩(wěn)定性轉(zhuǎn)移到非身體表示(例如外部對(duì)象)。這種耦合可以通過反應(yīng)性配置和感知可供性來驅(qū)動(dòng)模擬(有時(shí)是公開制定)的行為來實(shí)現(xiàn)[94,95]??晒┬躁P(guān)系必須在神經(jīng)元群體中具有物理基礎(chǔ)——即使是高度動(dòng)態(tài)和上下文敏感的——由動(dòng)作感知循環(huán)的表示構(gòu)成,以身體效應(yīng)器和傳感器為基礎(chǔ)。如果非身體表征通過可供性關(guān)系自動(dòng)關(guān)聯(lián)到 ESM [71],那么 ESM 內(nèi)的同步動(dòng)態(tài)可以傳遞非身體表征的神經(jīng)集合,從而提高其感知穩(wěn)定性。就感知綁定而言,特定的可供性可能有助于特定的同步模式,從而實(shí)例化特定的整合網(wǎng)絡(luò),這在某些情況下可能需要非凡的體驗(yàn)和潛在的意識(shí)訪問。[注:本手稿中討論的其他模型并不依賴于通過 ESM 進(jìn)行現(xiàn)象結(jié)合的假設(shè)的準(zhǔn)確性。]

從機(jī)制上講,來自ESM的行波[236-238]可以形成形成大規(guī)模亞穩(wěn)態(tài)節(jié)律吸引子的主要成核點(diǎn)[229,239-242]。這種自組織諧波模式可能在神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)具有多種功能意義[ 73,74],包括協(xié)調(diào)大規(guī)模大腦活動(dòng)模式的能力。這種通過模擬體現(xiàn)參與的共振結(jié)合模型進(jìn)一步表明,具有特定可供性聯(lián)系的部分表達(dá)的運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)可用于對(duì)特定對(duì)象的注意力選擇。從這個(gè)角度來看,對(duì)“最佳握力”[89]的行動(dòng)主義討論可能潛在地表明了一種通過虛構(gòu)的運(yùn)動(dòng)命令實(shí)現(xiàn)有意識(shí)訪問的基本機(jī)制。與語言使用一致,可能存在一種令人驚訝的(或者可能是直覺上的)有意義的感覺,在這種感覺中,我們用注意力“保持”在腦海中的物體(作為部分表達(dá)的運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)),可能為術(shù)語“概念”一詞提供神經(jīng)計(jì)算理解 其詞源學(xué)起源(即“掌握”)。

ESM 被提議形成意識(shí)核心,作為整個(gè)大腦整合有效連接的主要來源,促進(jìn)連貫的感知和行動(dòng)。以 ESM 為基礎(chǔ)的意識(shí)不僅會(huì)給所有知覺注入感覺運(yùn)動(dòng)偶然事件的可供性潛力 [169],而且 先前討論的“存在”感是來自反事實(shí)豐富性的感知深度[154,243],因此闡明了現(xiàn)象學(xué)的基本方面。如果這種虛擬主動(dòng)綁定和感知操縱的模型是準(zhǔn)確的,那么我們可能會(huì)對(duì)額葉在全局工作空間動(dòng)態(tài)和高階意識(shí)方面的作用擁有另一種解釋。雖然后皮質(zhì)可能產(chǎn)生空間的意識(shí)體驗(yàn) [73,74,212],但額葉皮質(zhì)可能以穩(wěn)定和操縱這些心理空間內(nèi)的感知的形式為認(rèn)知“工作”提供基礎(chǔ)(圖 6)。

這種根本上的具身觀點(diǎn)得到了一些支持,其中運(yùn)動(dòng)信息在幾乎每一種感知模式中都會(huì)嚴(yán)重影響神經(jīng)信號(hào)傳遞[244–246]。值得注意的是,頂葉皮層提供了高水平的身體表示和空間意識(shí)的來源,損傷不僅導(dǎo)致失認(rèn)癥和外肢綜合征,還導(dǎo)致半側(cè)空間忽視[218]。還有一個(gè)與直覺相反的發(fā)現(xiàn),即通過為受影響的空間對(duì)應(yīng)的手提供一個(gè)延伸到達(dá)的工具,可以延長(zhǎng)忽視癥狀的空間范圍[195,247]。推測(cè),通過ESM的運(yùn)動(dòng)能力為基礎(chǔ)的綁定可能對(duì)這一令人驚訝的現(xiàn)象提供了部分解釋,因?yàn)楹鲆暟Y狀可能是由于與ESM耦合的一致性(同步和推理)動(dòng)態(tài)受到損害。感知和ESM之間的諧波耦合也可能有助于解釋外部物體—可能包括其他代理人[248]—如何被納入身體圖譜[249],同步運(yùn)動(dòng)有助于建立擴(kuò)展/綁定。這些根本具身的現(xiàn)象學(xué)基礎(chǔ)也可能通過失去身體外狀態(tài)的記憶受損[250],以及伴隨第一人稱視角的優(yōu)越記憶[251]而間接得到證實(shí)。

Graziano 及其同事最近的工作可能為這種通過基于 ESM 的可供性的感知綁定模型提供支持。在注意力圖式理論(AST Attention Schema Theory)[118,252]中,意識(shí)被認(rèn)為對(duì)應(yīng)于注意力的降維示意性建模,提供了相對(duì)于建模的更容易預(yù)測(cè)和控制的信息對(duì)象。注意力圖式的草圖性質(zhì)使它們無法進(jìn)行清晰的內(nèi)省,因此導(dǎo)致了一種異常的推論,其中意識(shí)被隱含地(有時(shí)是明確地)視為一種流體狀的物理物質(zhì),從人的眼睛中出來并延伸到大腦中。世界,因此助長(zhǎng)了“視覺感知的外傳神話”。來自 Graziano 實(shí)驗(yàn)室的研究人員 [253] 發(fā)現(xiàn)了一種有趣現(xiàn)象的證據(jù),即看到另一個(gè)人的目光似乎會(huì)導(dǎo)致力向不穩(wěn)定物體轉(zhuǎn)移的推斷。這一發(fā)現(xiàn)與上述基于 ESM 的感知結(jié)合模型一致,盡管實(shí)驗(yàn)的變化可能提供一個(gè)機(jī)會(huì)來獨(dú)特地測(cè)試此處提出的假設(shè)。根據(jù) AST 的“眼束”模型,與凝視相關(guān)的隱含力應(yīng)該始終是推動(dòng)力——由于隱含的異常推論,意識(shí)就像一種可以發(fā)射的液體——導(dǎo)致物體更有可能從 然而,根據(jù) ESM 的現(xiàn)象綁定模型,該力要么是推,要么是拉,具體取決于相關(guān)的可供性和可能的情感狀態(tài)。

在 AST 中,意識(shí)意識(shí)被認(rèn)為是注意圖式及其偏向表征的現(xiàn)象蘊(yùn)涵。在此處描述的徹底體現(xiàn)的視圖中,注意力模式將代表以行動(dòng)為導(dǎo)向的第一人稱身體模式的上層控制層次結(jié)構(gòu) [118],或 ESM 作為分布在額葉和頂葉皮層的動(dòng)作感知層次結(jié)構(gòu)(圖 6) 。神經(jīng)心理學(xué)文獻(xiàn)為這一觀點(diǎn)提供了一些支持,額葉和頂葉病變都會(huì)導(dǎo)致忽視癥狀[254]。AST [218] 中意識(shí)意識(shí)的顳頂交界處 (TPJ) 的中心地位表明,建立具身自我和意識(shí)意識(shí)的網(wǎng)絡(luò)之間可能存在功能重疊。值得注意的是,TPJ 破壞可能導(dǎo)致知覺異常,例如靈魂出竅和身體轉(zhuǎn)移錯(cuò)覺 [255,256]。精神狀態(tài)推斷[257]與TPJ(和背內(nèi)側(cè)PFC)中自我和他人的重疊表征之間的關(guān)聯(lián)為上述客觀化自我的社會(huì)引導(dǎo)提供了進(jìn)一步的支持。無論是通過“鏡像”還是通過自我和他人之間共享的注意力模式進(jìn)行換位思考,高層次的以行動(dòng)為導(dǎo)向的身體圖對(duì)于試圖推斷心理狀態(tài)和意圖可能是必不可少的[118,121,190,258–260]。因此,意識(shí)訪問可能不僅取決于根本上體現(xiàn)的思想,而且還可能從根本上涉及主體間建模[187,188,261]。

4.2.3. Varieties of ESMs

“我們認(rèn)為,小人概念的一個(gè)有用的概念空間可能位于大腦不斷參與的許多并行過程與其他人的輸入、頂層交互之間的聯(lián)系處。在這種理解中,假定的小人的角色就變成了雙重看門人之一:一方面,在那些許多并行過程和參與的少數(shù)人之間,另一方面在一個(gè)思想和另一個(gè)思想之間……他的感覺 從外部角度來看,控制力和一致性確實(shí)看起來是虛幻的。然而,從個(gè)人的內(nèi)部角度來看,它似乎是行動(dòng)和感知的非常重要的錨點(diǎn)。如果我們沒有這種控制我們行為的內(nèi)在小人的經(jīng)驗(yàn),我們的自我意識(shí)就會(huì)融入我們周圍的文化中?!?/p>

——安德烈亞斯·羅普斯托夫和克里斯·弗里斯 [12]

在這種情況下,ESM 充當(dāng) FEP-AI [75] 中最大模型證據(jù)的來源、綜合信息 [173,220] 以及全球工作空間的支柱 [129]。這種以 ESM 為中心的意識(shí)和能動(dòng)性觀點(diǎn)與以下觀點(diǎn)一致:信息封閉[262]和中級(jí)[207]意識(shí)理論。中間的抽象層次提供了具體的模擬[3,206,263],其中動(dòng)作-感知循環(huán)實(shí)現(xiàn)了控制論的意義建構(gòu)和基礎(chǔ)認(rèn)知。事實(shí)上,通過 ESM 實(shí)現(xiàn)的控制論基礎(chǔ)可以部分幫助解釋為什么意識(shí)可能“僅在個(gè)人水平”[264]。

ESM 由不同抽象級(jí)別的多層控制層次結(jié)構(gòu)組成,范圍從第一人稱界面,即“活體”[43,181],到能夠充當(dāng)符號(hào)和自反意向控制器的第三人稱身體模式。單一的體現(xiàn)自我和自我模型作為“敘事重心”[228,265]意味著統(tǒng)一的體現(xiàn)表征作為高級(jí)控制過程的多重角色,根據(jù)多個(gè)視角參考框架進(jìn)行組織。這些自我和世界模型的復(fù)雜性和特異性因語言的組合和遞歸特性而大大擴(kuò)展[156,179],包括通過組織成歷時(shí)敘事來實(shí)現(xiàn)時(shí)間延伸和穩(wěn)定[184]。雖然意識(shí)的實(shí)現(xiàn)可能不依賴于語言,但語言能力可能對(duì)意識(shí)、自我和能動(dòng)性的進(jìn)化和發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

通過自我的多級(jí)整合可以通過提供來自核心實(shí)施例的綁定來代表感知一致性...

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發(fā)現(xiàn)一個(gè)奇怪的現(xiàn)象:在體制內(nèi) , 越來越多的人不愿意出差了

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職場(chǎng)資深秘書
2025-12-12 13:50:33
獨(dú)行俠狂喜!弗拉格正式登頂!這狀元絕對(duì)水不了

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籃球教學(xué)論壇
2025-12-12 13:26:06
直轄市重大調(diào)整!中國(guó)第一強(qiáng)省會(huì),真的要來了?

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毒sir財(cái)經(jīng)
2025-12-12 23:09:47
歷史首次!英偉達(dá)H100在太空跑通了:太空算力賽道正式開啟

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AI寒武紀(jì)
2025-12-11 07:08:37
國(guó)內(nèi)“30萬元落地”汽車冠軍:斷崖式領(lǐng)先傳統(tǒng)豪強(qiáng),月銷4萬多臺(tái)

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柳先說
2025-12-12 19:15:51
24歲美女被騙到緬北,經(jīng)歷兩個(gè)月“雙開門”折磨,被救已不成人形

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阿妹講故事
2025-03-12 22:39:50
3萬顆衛(wèi)星待發(fā)!10萬億商業(yè)航天基建啟動(dòng) 6大隱形冠軍壟斷最硬環(huán)節(jié)

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Thurman在昆明
2025-12-12 09:12:08
2025-12-13 07:47:00
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