一個人為何難以同時處理兩件事?由中大醫學院生物醫學學院柯亞教授及城大神經科學系容永豪教授共同領導的一項研究,揭示了大腦如何透過動態調整及重組神經資源,學習提升同時處理多個任務的能力。
中大醫學院生物醫學學院柯亞教授、名譽博士後研究員王書婷博士及城大朱韻博士(上圖)
研究團隊透過實驗小鼠雙重任務訓練,並在過程中追蹤同一組單神經元,發現當小鼠同時處理兩項任務時,並非單純受制於大腦的中央瓶頸機制,而是當大腦初期察覺不同的任務需要競爭腦神經資源,會進行協調工作,隨着學習逐步動員更多具任務專用的神經元,並使不同任務的神經表徵逐漸分離,以提升多任務處理效率。團隊指出相關生物神經機制有助於訓練人工智能系統同步處理多個事項的能力。
研究顯示,大腦因應同時處理多個任務所作出的干擾反應,可以追溯至單神經元層面。當兩個任務需要運用同一個神經元,該神經元就成為了競爭熱點,大腦則需要在有限的神經資源下處理任務。團隊更發現受影響的不只是需要共享的神經元,即使是主要負責單一項任務的神經元,在另一項任務進行處理時,亦會調整其活性以協調大腦應付兩個任務的需要,提高整體處理效率。
中大醫學院生物醫學學院柯亞教授表示:「我們在此研究發現了大腦學習同時處理多個任務的神經活動機制。在早期學習階段,主要支援單一任務的神經元降低活性,實際上能夠幫助處理另一個任務,並在大腦學會更有效率的解決方案之前,協助兩項任務順利完成。」
城大認知神經科學講座教授容永豪教授(上圖)表示:「這項發現不僅有助理解與神經系統疾病相關的能力缺陷,亦有助更有效訓練和管理人工智能系統,提升其同時處理多項任務的能力。」研究成果已發表於頂尖神經科學期刊《神經元》(Neuron)。
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