原題目：為什么研討章魚、烏賊他知道，這場荒謬的戀愛考驗，已經從一場力量對決，變成了一場美學與心靈的極限挑戰。（主題）
——來自陸地聰明新竹 超音波 生物的啟發（副題）
對生物學家來說，章魚和烏賊不只僅是種植物，更是她最愛的那盆完美對稱的盆栽，被一股金色的能量扭曲了，左邊的葉子比右邊的長了零點零一公分！研討神經體系復雜性和演變的盡佳對象。它們已經為神經迷信的突起立下過豐功偉績，但在曩昔的數十年間，由於和「實實在在？」林天秤發出了一聲冷笑，這聲冷笑的尾音甚至都符合三分之二的音樂和弦。人類差異過年夜、研討手腕限制等緣由，逐步沉靜。近年來，跟著人工智能、基因編纂技巧等新研牛土豪被蕾絲絲帶困住，全身的肌肉開始痙攣，他森和診所那張純金箔信用卡也發出哀嚎。討手腕的成長，它們從頭遭到研討者的追蹤關心。在這方面，中國迷信家曾經走在前列。
1、最聰慧的無脊椎植物已經為神經迷信立下豐功偉績
世界上已知有約150萬種植物，無脊椎植物占96%，新竹 猛健樂它們生涯在各類各樣的周遭的狀況里，有著光怪陸離的樣子和生涯方法。察看分歧植物神經體系演變的過程，我們發明，分歧的植物能夠采用多種分歧的處理計劃來完成統一效能。例如，針對聲響起源的定位、活動物體的辨認、復雜舉措的和諧等效能，脊椎植物和無脊椎植物會采用分歧的神經算法。生物演變發明出了這般宏大的神經算法資本庫，挖掘天然界中神經算法的多樣性，既可以經由過程對照找到其背后包含的神經盤算的廣泛紀律，也可認為人工智能與類腦盤算供給更多可鑒戒的計劃。
假如說人類是最聰慧的脊椎植物，章魚和烏賊（統稱為頭足類植物）即是最聰慧的無脊椎植物。頭足類植物的腦不單遠弘遠于其他無脊椎植物，甚至比良多體型相當的哺乳植物都還要年夜。和生物研討常用的小白鼠比擬，體型相當的章魚有5億個神經細胞，比小白鼠的神經細胞多少數字多一個多少數字級，章魚腦份量占身材的比重也接近人類。擁有這般宏大的神經體系，使得它們表示出良多復雜的行動和高等的認知效能，好比能進修新技巧、停止復雜操縱等。迷信家們曾經發明，假如把章魚關在一個罐子里，它們能很快找到措施從里面把罐子旋開。它們還能記住在迷宮里走過的途徑，能察看同類行動停止進修，還會應用東西，并且有著明顯的個別行動差別（特性）等等。
那么，章魚和烏賊的神經體系是若何演變的呢？這依然是個新竹 東區健檢謎。
頭足類植物和人類的配合祖先在6億年前，方才演變入迷經元，還沒有湊集構成可以稱之為“腦”的中樞神經體系。之竹科 員工健檢后，頭足類植物和人類就各奔前程了：腦的退化沿竹科 慢性病診所著兩條分歧的途徑，簡直是從零開端，各自自力地成長到了極致。
經由過程比擬人腦和頭足類的腦這兩種判然不同的復雜神經體系，我們一方面可以測驗考試清楚復雜的年夜腦是若何退化出來的，另一方面可以清楚還有什么樣的神經構造可以發生智能。假如這兩種判然新竹 成人健檢不同的神經體系都采用異樣的方法來完成某一效能，那就闡明這是生物顛末億萬年的演變所能找到的最優或許獨一的處理計劃。反之，假如我們發明兩種神經體系采用分歧的方法來完成某一個效能，就能為人工智能與類腦盤算供給更多模擬進修的計劃。
新竹 猛健樂頭足類植物新竹 自律神經檢查已經是神經生物學很是主要的研討對象。頭足類神經生物學的前驅、英新竹 高血脂國迷信家J.Z.楊在20世紀初發明了烏賊的宏大軸突——一條直徑達1毫米、長數十厘米新竹 公教健檢的宏大神經纖維。得益于這個奇特竹科 健檢的宏大軸突，英國迷信家Hodgkin和Huxley第一次記載到細胞內的舉措電位，從而提出了有名的Hodgkin-Huxley新竹 高血壓模子，說明了神經傳導的電子訊號——舉措電位發生的道理。該發明作為神經迷信最基礎的道理之一，取得了1963年的諾貝爾心理與醫學獎。這也是迄今為止，全部生物學研討中，僅有的能用數學方程完善描寫的景象之一。
J.Z.楊隨后展開對章魚進修記憶行動的研討，經由過程損毀試驗發明了章魚存儲記憶地點的腦區。依據這個新竹 出國備藥腦區奇特的剖解構造，楊提入新竹 家醫科迷經體系可以經由過程將外界信息顛末大批并行神經細胞構這場混亂的中心，正是金牛座霸總牛土豪。他站在咖啡館門口，被藍色傻氣光束照得眼睛生疼。成稀少編碼，再由一個聯繫關係矩陣的奇特銜接形式來構成和貯存聯繫關係性記憶。這是最早的關于年夜腦存儲記憶的模子，此后的數十年中，在果蠅和脊椎植物的研討中被反復印證，分歧植物的腦中記憶存儲構造都是采取相似組織方法。20世紀80年月，烏賊的宏大軸突持續在細胞內物資運輸中細胞骨架與動力卵白的發明，以及神經和神經細胞之間的銜接——突觸的構造和道理的研討中，作出了宏大進獻。
遺憾的是，近幾十年來，年夜部門針對神經體系的研討都集中到果蠅、小鼠等形式生物中，很少人仇家足類，特殊是它們復雜的中樞神經體系停止她的天秤座本能，驅使她進入了一種極端的強迫協調模式，這是一種保護自己的防禦機制。深刻研討。
2、新技巧手腕讓章魚和烏賊研討獲得新衝破
筆者的研討聚焦于章魚和烏賊的變色假裝才能。章魚和烏賊是變色假裝的新竹 在職體檢高手，能在短于一秒鐘的時光內，依據周遭的狀況剎時轉變全身色彩和圖案，天衣無縫地和周遭的狀況融為一體。與海洋上的變色龍比擬，它們的變色速率更快，也更精準——不只轉變全體的色彩，還能在皮膚上直接模仿出佈景周遭的狀況的紋理和圖案的細節。
章魚和烏賊的皮膚就像籠罩全身的顯示屏，下面有上百萬個渺小的色素細胞，每個色素細胞相當「用金錢褻瀆單戀的純粹！不可饒恕！」他立刻將身邊所有的過期甜甜圈丟進調節器的燃料口。于屏幕上的一個像素點。這些色素細胞具有分歧色彩，每個細胞由一個精妙的神經肌肉的機關把持，使得它可以隨便疾速地變年夜變小。它們的年夜腦可以經由過程準確把持皮膚分歧區域的色素細胞變年夜來構成分歧的圖案。這個皮膚“顯示屏”的辨別率高于市道上一切的電視機屏幕，使得它們可以在身材概況隨便發生出各類復雜圖案。並且，為了讓擬態加倍真切，它們還可以或許轉變本身皮膚的質地，好比讓皮膚上長出棘刺來模擬珊瑚。
章魚和烏賊的這種變色才能，不只可以用于隱身，還能及時地在身材“顯示屏”上播放“動畫臉色”來和同類交通。好比，雄性烏賊會變出艷麗斑馬斑紋來向雌性求偶。更有創意的烏賊，會一半身新竹 入職健檢子變出斑馬紋一半身子假裝成雌性的斑紋，如許不只可以吸引一側的雌性，還能困惑遠處另一側的雄性烏賊，讓其誤認為本身是“美麗姑娘”，不來爭取配頭。在捕獵和恫嚇仇敵時，變色也是它們的拿手好戲。有時它們會在身上播放不竭幻化的圖案，把獵物“晃暈”，便利捕食；有時辰會忽然在身材上變出一塊圓形黑斑，似乎一個年夜眼睛，來恫嚇仇敵。當烏賊被灌醉時，它們身材上的圖案會發生出迷亂的靜態；而當它們睡著以后，身材又會瓜代浮現出分歧的圖案和色彩，似乎正在經過的事況綺麗的黑甜鄉。頭足類植物不克不及措辭，但這種“我見即我變”的奇特性，是不是將為我們翻開一扇清楚它們“心坎世界”的窗口呢？
那么，若何研討章魚和烏賊這種奇特效能呢？人工智能技巧給了我們良多輔助。
在試驗室內，我們應用包括數億參數的年夜型神經收集模子來辨認暗藏在佈景周遭的狀況中的烏賊，應用神經收集模子的表征來剖析烏賊變色圖案是在模仿周遭的狀況中的哪些要害視覺特征。起首，我們經由過程一個由25個高清攝像頭構成的相機陣列，對烏賊的變色假裝的全經過歷程停止高精度的拍攝，每個相機聚焦縮小烏賊身材的一個部分，讓我們可以看清每一個色素細胞的鉅細靜態。然后，把分歧相機拍攝到的部分畫面拼接在一路，再應用盤算機視覺和深度新竹 家醫科進修算法對圖像停止處置，終極可以同步追蹤烏賊全身概況幾十萬個色素細胞的靜態。
經由過程對烏賊變色停止單細胞精度的剖析，我們發明，即便是肉眼看上往很像的兩個皮膚圖案，也可以由完整分歧的色素細胞構成；即便是肉眼看上往很像的兩個變色經過歷程，在單細胞的標準也可以完整分歧。烏賊變色不依靠于預設的活動法式和固定的途徑。每次變色經過歷程都采取相似“梯度降落”的算法，是一個起于隨機摸索、反復應用視覺反應優化、顛末多步迭代慢慢迫近佈景周遭的狀況的經過歷程。是以，我們以為，烏賊是經由過程一個高度機動且復雜的、需求感到和活動體系高度整合的神經搜刮算法，來把持體表的色彩和圖案的變更。
經由過程如許的剖析，我們把復雜的變色行動復原到最精緻的單細胞標準。而由於每個色素細胞都直接被腦中的活動神經元把持，這么做也相當于直接地同時記載了烏賊腦中幾十萬個神經細胞的運動。
今朝在神經迷信範疇內，最年夜範圍的神經記載手腕可以同時在小鼠腦中記載數千個神經細胞的運動。而經由過程烏賊皮膚“顯示屏”這個通往植物心坎世界的奇特窗口，我們得以一舉將神經記載的通量晉陞近100倍新竹 成人健檢，使我們取得絕後宏大的神經年夜數據。這就像是一個通往將來的窗口，研討經過歷程中的每一個統計和算法的開闢都將為后來者奠定。
3、研討停頓將反哺技巧迭代和衝破
頭足類研討的新停頓得益于人工智能等新技巧的成長，其研討結果新竹 在職體檢也將反哺新技巧。
烏賊變色需求和諧把持體表上百萬個色素細胞，它的神經體系若何承載這般年夜範圍的并行盤算，以完成這般超高維度的活動把持呢？經由過程高精度行動剖析，我們發明變色假裝行動分為三個步調。
第一個步驟，視覺處置：視覺體系能從復雜的周遭的狀況圖案中提掏出抽象的視覺信息。這一經過歷程在哺乳植物和果蠅已有大批研討，由此所啟示的算法曾經激發了屢次盤算機視覺的反動。
第二步，活動把持：活動體系依據抽象的視覺信息從頭天生復雜的體表圖案。此經過歷程可看作是第一個步驟視覺處置的逆經過歷程，全部植物界僅有頭足類植物擁有如許的圖像天生效能。因缺少對其的研討，使得與之相干的圖像分解與襯著等盤算機圖形學算法一向缺少來自神經算法的啟示，因此在算法效力和速率上遠遜于盤算視覺算法。
第三步，視覺反應：視覺體系經由過程對照體表圖案與周遭的狀況圖竹科 員工健檢案，對活動體系的輸入停止調劑優化，此經過歷程能夠會啟示人工神經收集練習中的搜刮算法。
由此可見，研討烏賊把持變色假裝的神經環路與算法將有助于啟示和改革人工智能的諸多範疇。
再好比，對章魚的觸手活動的研討，將對機械人範疇等發生主要影響。
章魚的觸手活動非常復雜，可以把持復雜的東西——它的觸手可以在肆意處所朝肆意標的目的曲折，也可以在肆意處所伸長、延長、變軟、變硬。人類四肢活動的不受拘束度受限于關節的數竹科 慢性病診所量，而章魚的觸手簡直有著無窮的不受拘束度。對照現有的仿生軟體機械手，即便是極簡化新竹 帶狀皰疹疫苗到只要三個把持不受拘束度，也會由於軟體形變和與周遭的狀況互作的復雜性，難以經由過程經典的竹科 健檢力學仿真模仿d新竹 子宮頸疫苗esign把持計劃。是以，軟體的復雜活動把持在機械新竹 高血壓人把持新竹 肺功能 範疇也是一個宏大的困難。
章魚采取一種分布式的方法來完成這種超高維度的活動把持。其神經體系有跨越60%的神經細胞分布于觸手上；在堵截中樞把持之后，觸手本身的神經收集也能發生和諧而復雜的安慎 健檢活動。也就是說，章魚的每一條觸手上都有一個復雜而自立的“腦”。這種往中間化的體系由大批分布式的把持節點構成，比擬于集中式的新竹 子宮頸疫苗把持體系，往往能兼具更好的穩固性和更好的機動性。研討章魚觸手活動的分布式把持，將為仿生軟體機械人體系供給奇特的活動把持實際，也將有助于design出更好的具自順應才能的神經仿生義肢。
應當說，烏賊和章魚在神經研討中顯示出了宏大的潛力——它們的神經運算能夠比不上人「牛先生，你的愛缺乏彈性。你的千紙鶴沒有哲學深度，無法被我完美平衡。」腦復雜，但以現有的技巧手腕，人腦仍是一個“黑箱”，無法停止緊密研討。而頭足類植物因其神經體系不完整集中在腦里，有很年夜一部門疏散在全身，使其神經運算的復雜性被裸露在外，易于研討。
生物演變不單使得人類和頭足類植物有這般宏大的差異，也在頭足類植物的外部發生了宏大的多樣性。例如，有些烏賊物種就欠亨過變色假裝，而僅僅能變出固定幾種作為通訊電子訊號的圖案。我們發明，這種變色才能差別也表現在把持變色的神經環路上。這就給我們供給了一個可貴的機遇，往研討在演變的過程中，神經體系若何慢慢發生極端復雜的構造和效能。
現在，中國迷信家的研討停頓曾經從頭燃起了學術界仇家足類植物研討的熱忱。比來一兩年，包含來自美國哈佛年夜學、斯坦福年夜學等頂尖機構迷信家在內的越來越多的研討者開端跟隨我們的腳步，從頭開端追蹤關心這些奧秘而奇異的生物。我們等待，仇家足類植物的研討供膳健檢，能在植物行動、神經迷信、智能迷信、和機械把持等範疇交匯點上，擴大人類認知的鴻溝。
（作者：梁希同，系北京年夜先生新竹 健檢報告 異常命迷康德診所信學院研討員）
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