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[摘要]本文從生物神經元的角度簡單闡述了人腦高級思維的形成機制。通過對反射、認知、創(chuàng)造等概念的重新定義，全面的解析人腦的工作原理，以及在這一運行機制下對于外界所反應出來的相關現(xiàn)象。

[關鍵詞]反射認知創(chuàng)造神經網絡人工智能

一、生物神經網絡系統(tǒng)

生物神經系統(tǒng)是以神經元為基本單位，神經元的外部形態(tài)各異，但基本功能相同，在處于靜息狀態(tài)時（無刺激傳導），神經細胞膜處于極化狀態(tài)，膜內的電壓低于膜外電壓，當膜的某處受到的刺激足夠強時，刺激處會在極短的時間內出現(xiàn)去極化、反極化（膜內的電壓高于膜外電壓）、復極化的過程，當刺激部位處于反極化狀態(tài)時，鄰近未受刺激的部位仍處于極化狀態(tài)，兩著之間就會形成局部電流，這個局部電流又會刺激沒有去極化的細胞膜使之去極化等等，這樣不斷的重復這一過程，將動作電位傳播開去，一直到神經末梢。

神經元與神經元之間的信息傳遞是通過突觸相聯(lián)系的，前一個神經元的軸突末梢作用于下一個神經元的胞體、樹突或軸突等處組成突觸。不同神經元的軸突末梢可以釋放不同的化學遞質，這些遞質在與后膜受體結合時，有的能引起后膜去極化，當去極化足夠大時就形成了動作電位；也有的能引起后膜極化增強，即超極化，阻礙動作電位的形成，能釋放這種遞質的神經元被稱為抑制神經元。此外，有的神經元之間可以直接通過突觸間隙直接進行電位傳遞，稱為電突觸。還有的因樹突膜上電壓門控式鈉通道很少，樹突上的興奮或抑制活動是以電緊張性形式擴布的，這種擴布是具有衰減性的。

圖1

一個神經元可以通過軸突作用于成千上萬的神經元，也可以通過樹突從成千上萬的神經元接受信息，當多個突觸作用在神經元上面時，有的能引起去極化，有的能引起超極化，神經元的沖動，即能否產生動作電位，取決于全部突觸的去極化與超級化作用之后，膜的電位的總和以及自身的閾值。

神經纖維的電傳導速度因神經元的種類、形態(tài)、髓鞘有無等因素的不同而存在很大差異，大致從0.3m/s到100m/s不等。在神經元與神經元之間的信息交換速度也因突觸種類或神經遞質的不同而存在著不同的突觸延擱，突觸傳遞信息的功能有快有慢，快突觸傳遞以毫秒為單位計算，主要控制一些即時的反應；慢突觸傳遞可長達以秒為單位來進行，甚至以小時，日為單位計算，它主要和人的學習，記憶以及精神病的產生有關系。2000年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎授予了瑞典哥德堡大學77歲的阿維·卡爾松、美國洛克菲勒大學74歲的保羅·格林加德以及出生于奧地利的美國哥倫比亞大學70歲的埃里克·坎德爾，以表彰他們發(fā)現(xiàn)了慢突觸傳遞這樣一種“神經細胞間的信號轉導形式”。本次獲獎者的主要貢獻在于揭示“慢突觸傳遞”，在此之前，“快突觸傳遞”已經得過諾貝爾獎。此外，使用頻繁的突觸聯(lián)系會變得更緊密，即突觸的特點之一是用進廢退，高頻刺激突觸前神經元后，在突觸后神經元上紀錄到的電位會增大，而且會維持相當長的時間。所以可以得出一條由若干不定種類的神經元排列構成的信息傳導鏈對信息的傳導速度會存在很大的彈性空間，這一點對神經系統(tǒng)認知事件有著非常重要的意義。

神經系統(tǒng)按功能可大致分為傳入神經（感覺神經）、中間神經（腦：延腦、腦橋、小腦、中腦、間腦、大腦脊髓）與傳出神經（運動神經）三類。

生物要適應外界環(huán)境的變化，就必須能夠感受到這種變化，才能做出反應。生物的感受器多種多樣，有的是單單感覺神經元的神經末梢；有的是感受器細胞；還有的感受器除了感受細胞外還增加了附屬裝置，且附屬裝置還很復雜，形成特殊的感覺器官。無論感受器的復雜程度如何，它在整個神經系統(tǒng)中都起著信息采集的作用，它將外界物理的或化學的動態(tài)信號反應在感覺神經細胞膜的電位變化上，膜上的電位變化可形成動作電位向遠端傳導。

中間神經在系統(tǒng)中起著計算及信息傳導的作用，通常感覺神經傳來的動作電位經過若干個中間神經元的計算響應后在傳遞到傳出神經形成反射弧，但也有的反射弧僅由傳入神經元與傳出神經元直接組成，如敲擊股四頭肌引起的膝反射。傳出神經可分為軀體神經與內臟神經兩類，它們都最終連接著效應器，只是內臟神經需要通過一個神經節(jié)來連接效應器，最后由效應器調空肌體器官做出相應的反應。

二、生物神經網絡的建立

1994年，一種被稱為Netrin-1、將軸突吸引到分泌它的神經細胞的可擴散蛋白被發(fā)現(xiàn),此后人們發(fā)現(xiàn)，同一軸突引導分子既可吸引、也可排斥前來的軸突。其中，環(huán)狀AMP（也稱cAMP）、環(huán)狀GMP（也稱cGMP）和鈣離子，都可能是從參與將發(fā)育中的神經元引導到其目標上的受體中轉導信號的第二種信使。新的實驗表明，正是cAMP/cGMP的比例決定著Netrin-1是起一種吸引信號的作用還是起一種排斥信號的作用，這些環(huán)狀核苷通過控制軸突生長錐中的L-型鈣通道來起作用。

目前已經發(fā)現(xiàn)大量對神經軸突生長具有導向作用的分子，這些分子可以分為兩大類：一類分子固著在細胞膜表面或細胞外基質中，影響局部的神經纖維生長，這類因子包括ephrin,MAG(myelin-associatedglycoprotein),Nogo等；另一類是分泌性分子，能擴散一定的距離并形成濃度梯度起作用，如netrin,slit,semaphorin家族的大多數(shù)成員,及各種神經營養(yǎng)因子等。神經軸突的前端有生長錐（growthcone）的結構起到對環(huán)境信號的探測作用。神經生長錐表面存在各種導向因子的受體，它們特異地識別環(huán)境中各種因子，并向細胞內傳遞吸引（attractive）或是排斥(repulsive)的信號，從而通過調節(jié)生長錐內的細胞骨架的重組來引導神經纖維沿特定路線生長（我國科學家袁小兵等研究人員發(fā)現(xiàn)，在脊髓神經元上，神經細胞內RHOA酶和CDC酶直接傳遞外界方向信號，引導神經生長方向，同時這兩種酶相互作用，對生長方向進行細致的調節(jié)）。未成熟神經細胞柔弱的軸突在這些信號的引導下，試探地穿行于正處于發(fā)育階段、仍是一片紛亂的大腦之中，最終抵達適當?shù)哪康牡?。一旦軸突的末端找到了其正確的棲息地，它就開始與周圍神經元建立盡可能廣泛的突觸聯(lián)系，以便傳導信息。

脊椎動物出生后早期發(fā)育中的一個特征是，神經鍵（或神經連接）的消除。最初，一個神經肌肉連接被多個軸突支配，然后所有軸突都退出，只剩下一個，對相互競爭的神經元來說，決定勝負的是它們的相對活性。為了能準確的連接到目的地，單個或多個神經元會沿導向分子所確定的大致方向上生長出若干條神經纖維，其中總會有能正確連接到目的地的神經纖維，所建立的若干神經鏈路在刺激信號的作用下，正確的信息傳遞會使鏈接會變的更加穩(wěn)固，反之則慢慢萎縮分離。打個比方講：兩個城市間原本沒有路，如果要修的話會先派人去探索出若干條路，最后去修筑被優(yōu)選出來的路，而其他的則會被遺棄。

三、神經網絡的基本工作原理

1、反射

自然界中，事物的發(fā)展、能量的轉化、信息的傳遞等等各種的自然現(xiàn)象都包含著因果關系，只要時間沒有停滯，這種關系將廣泛存在，從“因”到“果”，貫穿著事物的發(fā)展過程，當過程長且復雜時我們稱之為“事件”，反之則稱之為“觸發(fā)”。

生物個體在與外界環(huán)境或是個體自身進行物質或信息交換時，也存在著這種現(xiàn)象，在這里我們稱之為“反射”。

反射是最基本的神經活動，現(xiàn)行的說法是將反射分為兩種，無條件反射和條件反射，其中，無條件反射是動物和人生下來就具有的，即遺傳下來的對外部生活條件特有的穩(wěn)定的反應方式，在心理發(fā)展的早期階段，這種反應方式提供最基本的生存技能，也就是本能，如：食物反射、防御反射、定向反射，還有一些可能是在人類進化過程中，曾經有一定生物適應意義的無條件反射，如：巴賓斯基反射、抓握反射、驚跳反射（又叫摩羅反射）、游泳反射、行走反射等，此外，還有其他一些無條件反射，如眨眼反射、瞳孔反射、吞咽反射、打嗝、噴嚏等等。

條件反射是后天訓練出來的，著名科學家巴甫洛夫就曾對條件反射的形成、消退、自然恢復、泛化、分化以及各種抑制現(xiàn)象進行過相當細致、系統(tǒng)的實驗研究，。

無論是條件反射還是無條件反射，從主觀上都可以看作是一種因果作用關系，即都存在著觸發(fā)條件，都會導致某一結果的產生，所以無條件反射其實也屬于條件反射范疇。只有在成因上，無條件反射是根據(jù)遺傳信息形成的神經網絡結構，而條件反射是后天在先前的網絡基礎上，依據(jù)外界環(huán)境繼續(xù)發(fā)展完善的神經網絡結構。兩者之間是繼承和發(fā)展的關系，但從這兩個階段所形成的神經網絡功能來看，對外界的刺激都具備輸入、傳遞、輸出這一處理過程即反射過程，所以從某種意義上講，也可以把無條件反射歸類到條件反射范疇中去，或者說條件反射等同于反射。

神經系統(tǒng)中的條件反射具有三個要素：輸入、傳遞、輸出。其中的每一個要素既可以用單個神經元表示，也可以用一個神經群落來表示。當用少數(shù)幾個神經元表示時，對應的是生物個體對局部刺激的反應，當擴展到神經群落時，對應的就可能就是對某一激發(fā)事件的處理方法了。

反射中的輸入，最能使我們聯(lián)想到傳入神經元（感覺神經元），但在這里，它可以指單個的感覺神經元，也可以指一種感官（眼睛中的視神經群落、耳中的聽覺神經中樞、皮膚中與各類感受器連接的神經群落等等），甚至可以是大腦中某一區(qū)域內形成某一表象或是概念的神經群落。反射中的輸出同樣可以指傳出神經元（即脊髓前角或腦干的運動神經元），也可以指大腦中某一區(qū)域內形成某一概念或是表象的神經群落。反射中的中間傳遞過程是信息的加工處理的過程，可以由單個神經元、神經鏈路或是神經網絡來承擔，甚至可以直接由輸入與輸出的對應載體來分擔。這樣生物神經系統(tǒng)中的反射弧只是它的一個子項罷了，條件反射在主觀上也對應著我們常說的“產生、經過與結果”即因果關系。

2、認知

有一個低等生物海兔的記憶試驗:海兔本身具有被觸摸(水管部分)后的鰓縮反射,但連續(xù)十幾次的刺激后,鰓縮反應就逐漸減慢.經過研究發(fā)現(xiàn),海兔的習慣化是由于神經遞質發(fā)生變化所致.進一步的研究發(fā)現(xiàn)這種變化是突觸中的感覺神經元的Ca離子門關閉,導致遞質的釋放量減少所致.上述試驗說明簡單的記憶與神經遞質和突觸有關.又如大鼠的大腦皮質切除試驗:用迷宮訓練大鼠,如果大鼠學會并記住順利走出迷宮的道路后,切除它的大腦皮質,記憶就會消退.不論切除的是大腦皮質的哪一部分,總是切除的多,記憶消退的多;切除的少,記憶消退的就少。

首先，認知通常強調的是結果，是神經網絡定型后的結果。神經網絡的定型過程就是認知的建立過程，也就是生物個體的學習過程，它同時表現(xiàn)了出生物的記憶過程。定型好的神經網絡對觸發(fā)信息的處理過程即反射過程，就是記憶的提取過程，也正是通過這一過程反映出了認知的存在。

生物個體對客觀事物的認知可以解釋為：客觀事物在主觀意識中形成了表象，并且該表象與一系列的活動（生理的或心理的）相聯(lián)系。換句話說，某一客觀事物的信息如果經過大腦處理能夠引發(fā)出一系列的動作（這是一種反射現(xiàn)象，符合前面對反射的定義），我們就可以說對這一事物已經認知了。

行為主義與符號主義中對認知建立過程中所顯現(xiàn)出的記憶現(xiàn)象都有很詳細的類別劃分，其中每一種記憶類別都僅與一種認知的建立模式相對應。所以，與其用記憶類別來劃分還不如用認知類別來劃分更為合理，在這里由于篇幅所限，我僅將認知簡單概括為以下三種類別：物體認知、事件認知以及兩種認知的衍生產物抽象事物認知。

a、物體認知

感受外界客觀環(huán)境最簡單的辦法是通過感官直接去“接觸”物質對象，并通過大腦處理，并最終導致一個或一系列的結果，這種因果過程就是對客觀物體的認知。如：看到一個蘋果，我們產生了拿的動作，同時也可以產生許多其他的動作如激活色彩感覺中樞、激活味覺中樞等等，當可以有這些動作產生時，就完成了對蘋果的認知。

下面我們將詳細講解神經網絡對物體認知的描述。

一個輸入集合I（觸覺、視覺等的感應細胞構成的集合或是處于某一層次上的神經元集合）對之內兩個不同區(qū)域（A、B）的刺激做出相應Y與X兩種不同反應的神經處理過程,如圖2。

圖2的a、b、c為三種AB可能存在的輸入情況。圖2a中A、B分別對應Y、X，神經鏈路沒有重疊，刺激A時得到Y的輸出，刺激B時得到X的輸出，結果不會出現(xiàn)問題，請注意：帶有方向的黑線只是代表邏輯上的鏈路，在實際中，鏈路與鏈路之間有質的區(qū)別，這里只做簡單的等價說明，用數(shù)量表示質量。圖2b中A、B間有了交叉，在處理過程中，當A受到刺激會產生Y的輸出，同時會有三條邏輯鏈路去刺激X，但做為X的全部決定因素，這三條相比從B到X余下的空閑聯(lián)絡，只占很小的一部分，它們還不足以激活X，所以分別刺激A、B仍然會得到正確的輸出。對于X這種在某一層次上的輸出神經元來說，是否能被激活，主要取決于所有處于不同狀態(tài)的輸入鏈路的能量對比，在這里能量被量化為邏輯鏈路的數(shù)量，這樣每個神經元對值的判斷則等價為判斷處于激活狀態(tài)的邏輯鏈路數(shù)是否過半。此類神經鏈路就是興奮類傳導神經網絡，單純采用此類神經鏈路的系統(tǒng)只需要根據(jù)相應刺激感受區(qū)域是否有刺激發(fā)生，就可以得出正確的輸出結果，但是在圖2c中，刺激區(qū)域A包含著B的情況下，如果刺激B區(qū)會有正確輸出X，然而如果刺激A區(qū)則會出錯，Y與X會同時有效，這時我們就需要一種鏈路來阻止這種錯誤的發(fā)生，這就是抑制類神經鏈路，如圖2c中的虛線箭頭所示，抑制類邏輯鏈路只起到沖減、抵消興奮類邏輯鏈路數(shù)量的作用，使得X在沖減后的興奮鏈路合計數(shù)小于閥值，從而達到唯一正確輸出Y得目的。

在圖2中列舉的神經網絡認知模式中，雖然只涉及到了輸入與輸出，但在兩者之間已經包含了計算的成分，或是說承擔了傳遞計算的功能，此外不難發(fā)現(xiàn)：能夠對某一物體認知，必須要首先區(qū)分開其他物體，尤其是符合圖2c中的情況，物體間的差異正好可以滿足這一需求。這樣，即使是從同一個感官傳來的信息，也能做到很好的區(qū)分。

當認知的對象較為復雜時（如蘋果），對象包含有各種各樣的屬性，其中的每一種屬性的響應過程，在局部都遵循著反射的定義。當在某一時刻，與蘋果相關的各種屬性的神經子網絡被大部分激活時，蘋果的表象就成了焦點。更確切的講是，感官捕捉的信息在傳遞的過程中，經過了代表各種屬性的神經子網絡，一些屬性因條件不滿足而停止傳遞，最后由可以通過的（即被確認的屬性）神經子網絡繼續(xù)向后傳遞，最后再引發(fā)一系列的動作，其中反射可以指局部的傳遞（單個屬性的確認），也可以指整個傳遞過程（看到蘋果后，可以去拿可以去想等等）。

蘋果在人腦中形成的表象，其實就是指感官根據(jù)蘋果實物產生的電信號所能經過的神經鏈路，神經鏈路與神經網絡的關系相當于行走路徑與公路網的關系。此外其他的神經區(qū)域輸出的電信號如果在傳遞過程中也能引發(fā)出與前面提到的“蘋果神經鏈路”相同或相似動作或是功能的話，也可以說是形成了蘋果的表象，這種現(xiàn)象可以使我們認知客觀世界不存在的事物或個體自身從未接觸過的事物。

b、事件認知

任何事物在一段時間內發(fā)生了變動，在這里都可以被稱之為事件。因果關系同樣也具備事件的屬性，如果能深入分析一下各種事件的過程，基本上都能找到因果關系的影子。在前面對物體的認知中，我們知道了神經網絡認知物體是以因果關系的方式建立的網絡鏈路，為了不引起混淆，下面以因果關系為認知對象的，我們用事件來代替，對事件的認知過程，近似于對物體的認知過程，相當于把事件等同于物體，由于事件具有時間性，所以神經網絡就必須能夠處理時間問題。

神經元的形狀各異，軸突有長有短，且對信息的加工時間與傳遞速度也各不相同，這樣對同一起點不同的傳遞路徑，信息的傳遞速度可能不同。還以圖2為例，現(xiàn)在假設每一個箭頭除了代表一個神經元連接外，還代表一個單位傳遞時間，當首先刺激A區(qū)后并在第二個單位時間內刺激B區(qū)，將兩次觸發(fā)過程當作一個事件，導致一個輸出Y；同法當先刺激B區(qū)，然后在刺激A區(qū)時會有另一個輸出X，如圖3

根據(jù)這種通過神經鏈路上神經元個數(shù)進行延時的方法，任何處于時間片段上的信息都可以被處理。我們再舉個更加復雜的例子，單輸入神經元網絡對摩爾斯電碼的識別與重現(xiàn)。

假設輸入神經元為A，按嚴格的爾斯電碼規(guī)則來刺激該神經元，最后由神經網絡得出字符序列，如圖4

當A收到刺激信號時，將信號廣播給不同的識別群體，圖4中只給出了其中的一個網絡群體，給出的這個群體只能認識字符“b”即電碼“—…”。為了簡化說明，圖4中舍棄了每個神經元的其他輸入輸出鏈路以及相關的抑制鏈路，所以圖中的每一個指向神經元的箭頭均存在著“與”的邏輯運算關系，在這里它們不表示邏輯數(shù)量。

由圖4可以看出，先收到的信號經過較多的傳遞神經元進行延時，再連同后面收到的信號一起同時傳遞到結果輸出上，這樣處于時間片段上的信息就可以被當作是一個整體來進行處理。粗虛線上半部分為輸入識別部分，下半部分為信息重現(xiàn)部分，仔細觀察就會發(fā)現(xiàn)，兩部分的神經鏈路并不是互成鏡像，輸入為前端延時，依次為：1、3、5、7、8、9，輸出為后端延時，依次為：9、7、5、3、2、1，所以認識事物與應用事物是由兩套不同的神經網絡來控制完成的。圖4中的兩條傾斜細虛線是一個虛擬的標示線，從某種意義上講這里是事物的表象層，中間本應該是更加復雜的表象處理網絡，在這里只簡單的假設性的給出了表象輸出與輸入。

c、抽象概括與抽象描述

對事物（事件、物體）的認知，使我們得以在大腦中建立出與客觀世界相對應的表象，作為記錄事物表象的神經鏈路網上的每一個分支與合并都可能是事物在不同層次上的一種“特征的概括與描述”（參見圖3左圖）。

神經網絡在認知新的事物時，輸入信息總是盡可能的使用已存在的網絡鏈路進行傳遞處理，當處理不足以產生正確的結果時才在信息的中斷處搭建新的網絡連接。在局部，如果已存在的網絡鏈路可以被使用，那么這部分網絡結構通常是一種共性的表達，當這種表達隨著同類認知的增加而逐漸完善時，就可以作為一種屬性的表象，這在主觀上是一種抽象概括的過程。

例如，對蘋果的認知，“蘋果”本身是一個概括出來的詞匯，它不具體指哪一個蘋果，但在認知若干個具體蘋果的過程中，與各個蘋果相對應的神經鏈路的共用部分被逐漸加強，這部分神經網絡就可以說是“蘋果”這一概念的表象區(qū)域。此外，神經網絡結構不光能實現(xiàn)對有形的抽象概括，也可以對無形的加以抽象概括，例如“水果”的表象，這一表象的形成可以說是用若干不同種類的水果培養(yǎng)出來的，也可以說是由“蘋果”、“梨”等等表象的神經鏈路的共用部分完善而成的，后一種方式可以理解為抽象概括可以建立在另一種抽象概念之上，即對無形的事物也可以做抽象概括。換個角度講，這些抽象出來的表象本身就是一種有形的物質，它是由若干神經元搭建起來的網絡系統(tǒng)，是客觀存在的東西，這樣的話就與第一種方式相一致了。

語言是生物間交流的工具，是生物為了更好的適應周圍的環(huán)境而進化產生的，在這里它包含有聲音、文字、動作、行為以及低等生物的化學接觸等等內容。就拿我們人類來說，每一個發(fā)音、每一個文字符號都可以說是對應著一種表象，這個表象可以是抽象出來的也可以是具體事物產生的。語言是通過觸發(fā)來進行工作，當然也可以說是一種反射或是因果現(xiàn)象。無論是說還是聽，也不論是寫還是看，對于說或者是寫這種輸出性質的處理，可以解釋為某個表象被激活時，它又被作為輸入信號沿著該表象至發(fā)音或是運動器官間的語言神經鏈路傳遞電信號，直至發(fā)音或是運動器官做出相應的動作。聽與看也是如此，感官接收到信息后傳遞直至激活某一個表象區(qū)域（請參見圖4）。語言與表象之間廣泛存在著對等映射關系，它可以使我們能夠直接去運用語言來進行思維，即便是表象與輸入輸出沒有語言神經鏈路對應關系的，如果需要我們也會臨時的建立起語言神經鏈路，如本文中說的圖幾圖幾、這個那個等等，或者用相關的有語言鏈路的表象通過塑造、闡述、刻畫、定位等等方式來體現(xiàn)或是建立該表象，這種建立神經鏈路的過程往往體現(xiàn)出不同種類的記憶模式。

生物的記憶過程與機械的存儲過程原理基本相同，都是通過改變載體的性狀來表達的，只是生物是通過神經網絡的響應過程來表達或再現(xiàn)記憶的內容，就是說該神經網絡的連接結構就反映著記憶的內容，所以生物的記憶過程就是建立特定連接方式的神經網絡的過程，而提取過程就是激活這部分神經網絡的過程。一旦載有相關記憶內容的神經網絡結構被確定時，能量只能體現(xiàn)在信息的提取與再現(xiàn)上，當然維持這種結構也需要一點能量，不然神經元就餓死了：）注意：這里強調的是“過程”。

生物的認知過程對外表現(xiàn)為學習過程，對內表現(xiàn)為神經網絡的建立及使用過程，在學習過程中往往會同時伴隨著反饋過程（內反饋或外反饋），生物從外界獲得信息，傳遞處理后再作用給外界，并同時獲取作用后新的信息，周而復始的運做，這就是外反饋過程。外反饋過程是依靠外界因素幫助或是引導或是促使生物個體建立起能與環(huán)境相協(xié)調運做的神經網絡系統(tǒng)，主觀上我們稱之為“教育”。內反饋主要體現(xiàn)在我們的思維活動上，通常外界事物在大腦中存在著對應的表象，被外反饋完善了的事物表象之間同樣可以建立起互動聯(lián)系，比如講一個事物的表象被激活（輸入），引發(fā)其他的表象也被激活（輸出），這些被激活的表象同樣也可以作為輸入去激活先前的或是其他的表象，然后周而復始的運做，使得信息得以在腦內進行反復的處理。內反饋過程實際上就是一種“自學”的過程，但它的激發(fā)源頭必定是與外界有關，并且最終要作用于外界，所以說內外反饋往往是兼而有之的。

在認知過程中隨著內反饋的素材（表象）不斷增多，生物個體漸漸能夠認知自身與外界間的互動關系，自我意識也就隨之產生，同時我們用以進行思維的素材及其運作方式，如概念，詞匯以及由這些材料所帶來的情感因素及組織方式等等，絕大部分都來源于前人或者是借用他人的經驗，生物個體對這些經驗素材的獲取，或是由于接觸的幾率的不同，或是由于認同的程度的高低，個體間總會存在著差異，這樣就產生了我們不同的個性特征。

3、創(chuàng)造

生物在與周圍環(huán)境發(fā)生相互作用時，不可避免的會對周圍的環(huán)境造成一定的影響，無論是主動的還是被動的，這些對環(huán)境的影響最終都是為了促使生物以更好的適應周圍的環(huán)境。遵循優(yōu)勝劣汰的法則，好的影響將會被保留繼承下去，如搭窩、建巢、獲取食物等等，而壞的影響會增加生物生存的風險。

神經網絡在認知事物后，事物的表象往往不是特定對應著某一個具體事物，而是對應著在一個模糊的范圍內所含闊的一類事物。例如，我們認知的蘋果，泛指各種各樣的蘋果，甚至還包括那些嫁接出來的長的象其他水果的蘋果等等。在我們依據(jù)蘋果的表象勾勒出一個具體的蘋果時，這個蘋果將肯定不會與客觀世界中的任何一個蘋果相同，因為沒有兩樣東西是絕對相同的。產生一個客觀世界不存在的事物，就是創(chuàng)造，其過程就是創(chuàng)造的過程。

生物神經網絡中事物的表象往往穿插交錯在一起，它們以鏈路最省的方式構成。任何神經鏈路上的合并都可以說是事物的某一特征在某一層次上的概括，所以表象可以以不同的內涵層次來拆分成各種各樣的屬性單元（元素），而任何神經鏈路上的分支都可以說是事物的某一特征在某一層次上的副本，使得這些屬性單元也能夠隸屬于別的表象或是說用于構建（表達）別的表象，當若干種屬性單元在某一時刻都處于激活狀態(tài)時，就等同于一種表象被激活，無論這個表象是否對應著客觀世界中的事物，如果沒有對應關系那就是一個較高形式的創(chuàng)造過程。

創(chuàng)造的幾種主要的表達形式：聯(lián)想、推理、頓悟

a、聯(lián)想

當一個事物的表象被激活時，也就是說該表象所包含的若干屬性單元（元素）同時有效時，我們的注意力焦點就集中在這個表象上，如果對該表象的處理（內或外反饋）使的表象被否決時，也就是說由于一些屬性單元的失效（或被抑制，或處于高阻），導致該表象無法成立的時候，剩余的屬性單元或許可以構成另一種事物的表象，或許還需要結合那些被激活了的新的屬性（或是由外界事物具有的新的屬性所激活，或是因降低了對一些屬性的抑制所導致的激活）。

b、推理

聯(lián)想是一種去激活與事物表象相關聯(lián)的其他表象的過程，主觀上是一種橫向擴展的過程，那么縱向過程就是由于一個或若干個事物表象被激活，從而導致另一個表象也被激活的過程，即推理過程，其中的任何一個表象的確立（激活）都會通過反饋過程加以驗證。推理與聯(lián)想在神經網絡結構上十分的相似，功能上也基本相同，只是在主觀認識上，聯(lián)想更強調相關性或是相似性，而推理則強調的是次序性或層次性。

c、頓悟

當我們思考一件事情時，或設計一件東西的時候，常常會遇到百思不得其解的情況發(fā)生，但有時，在某個偶然的事件影響下，我們會突然明白或能夠解決這些問題，這就是頓悟現(xiàn)象。

事物的表象是由若干個神經網絡屬性單元所構成的，我們說的“問題”在大腦中也是一種表象，是一種經反饋過程沒有驗證通過的特殊的表象，這個表象的屬性單元可能包括具體的事物表象、抽象的事物表象、邏輯關系、公理、定律等等內容，但這些屬性同時有效時，問題的表象并不能通過內外反饋的驗證。作為一個急切需要解決的“問題”，“問題”的表象被反復的激活（深思熟慮反復思考），在一個偶然機會，一個別的事件表象被激活，或是因為此事件的某個屬性單元彌補了“問題”表象的一個重要的空缺；或是因為此事件“問題”表象中的某個關鍵的屬性單元被抑制失效，“問題”表象得以完善并能夠通過反饋驗證，這就是頓悟。

四、神經網絡的相關問題

人在成長過程中，他的學習過程就是構建相應神經網絡結構的過程，隨著認知程度的增加，網絡結構也日趨復雜，對刺激的反應過程也隨之復雜化，當復雜到無法預測時，主觀上就會認為反應過程是自發(fā)產生的，這是人的一種錯覺。

幼年，人腦神經網絡的建立過程需要大量的空閑神經元，基本雛形確定后，剩余的空閑神經元會損失大半，這樣才能夠給網絡的發(fā)展騰出空間。余留下來的空閑神經元或是成為新建神經鏈路中的一部分而被確定下來；或是被用于臨時搭建的某些鏈路；或是作為備用存在于網絡的空隙當中。

青少年，神經網絡屬于高速建立階段，這個階段的神經網絡可塑性極強，主要是因為針對事物的認知，即是以機械性記憶為主，對事物認知的量及內容是抽象邏輯思維建立的基礎及傾向，隨著量的增加抽象概括的能力會逐漸增強。

中青年，事物的認知量及邏輯思維能力的配比達到了最佳程度，不光有一套較好的能與外界交互的神經網絡系統(tǒng)，而且神經網絡還保留有發(fā)展的余地，即還保留有一定的可塑性。

中年，無論是抽象事物還是具體事物，認知量已基本確定，網絡的結構已日趨復雜化，在一些局部，需要修改的或是新建的神經鏈路對空閑神經元的需求也已日趨緊張，使得我們的認知速度逐漸減慢。

老年，在許多的神經網絡區(qū)域，空閑的神經元已開始滿足不了認知的需求，另外因為無法認知新的事物，對外界的反應能力也開始下降，連帶的相關神經區(qū)域得不到激活，神經鏈路的健壯性開始下降，以至于一些神經鏈路解體，伴隨的就是認知量的下降，即健忘等等現(xiàn)象，并且成為一種惡性循環(huán)發(fā)展下去……。

五、后記

為了能清楚的闡述它的運行機制，同時也是為了驗證這套理論，根據(jù)前面所提到的神經元的結構功能及組網方式，我通過計算機軟件設計了虛擬的神經網絡系統(tǒng)，2000年軟件完成了調試，并得到了很好實驗結果。

參考文獻

1《現(xiàn)代科學育兒答疑》（0-3歲）人民教育出版社1999年第1版

2陳守良等，《人類生物學》，北京大學出版社，2001年12月

3陳閱增等（1997）.《普通生物學》.北京：高等教育出版社

4蘇珊·格林菲爾德，《人腦之謎》楊雄里等譯

5陳宜張《分子神經生物學》人民軍醫(yī)出版社1997年2月

6伊·普里戈金、伊·斯唐熱著、曾慶宏、沈小峰譯《從混沌到有序》，上海譯文出版社1987年版。

7錢學森主編：《關于思維科學》，上海人民出版社，1986年7月

8路德維?！ゑT·貝塔朗菲《生命問題——現(xiàn)代生物學思想評價》吳小江譯