《生物精神病学》：研究用计算机模拟精神分裂形成机理

顾汉现

研究用计算机模拟精神分裂形成机理


作者：Ralph E. Hoffman 来源：《生物精神病学》


发布时间：2011-5-23 17:19:58


研究用计算机模拟精神分裂形成机理


如果不能很快忘记，或忽视应该忽视的事物，计算机也会精神分裂。据美国物理学家组织网11-5月6日（北京时间）报道，最近，德克萨斯大学和耶鲁大学一个联合研究小组用计算机模拟的“神经网络”来模仿大脑中多巴胺的过度释放，发现网络中重现的记忆和精神分裂中的幻觉非常相似，为人们进一步理解精神分裂患者大脑的内部机制提供了线索。相关论文发表在近期的《生物精神病学》上。

目前一种“过度学习”假说认为，精神分裂患者失去了遗忘的能力，或不能忽视本应忽视的东西。无法遗忘，也就丧失了从大量的脑刺激信号中提取分辨出含义的能力。他们开始制造不真实的联系，淹没在海洋般的联系之网中，却没能力梳理出任何相关的故事。而多巴胺太多，会导致大脑不能忽视那些它不必知道的事物。

德克萨斯大学奥斯汀分校计算机科学系研究生乌利·格里斯曼与导师里斯托·秘库赖恩设计了称为“明辨”的神经网络，能在实验中模拟出8种不同类型神经机能障碍的语言反应，他们与耶鲁大学医学院从事人类精神病学研究的拉尔夫·霍夫曼教授合作，将计算机模拟结果与人类精神疾病进行了对比。

他们先教给“明辨”一系列简单的故事，以人脑储存信息的方式把这些故事输入“明辨”的记忆，这种存储方式不是把故事作为独立单元，而是按照字、词、句和故事的统计相关性。然后一遍一遍地示范，训练“明辨”在不同指令下提取记忆，输出不同的故事。“这么做几千次，每次调整一小点儿作为进步，最后神经网络就会学会。”格里斯曼说。

随后他们加入了系统学习速度参数，模拟多巴胺的过度释放，基本上就是让计算机不再遗忘。“大脑的一种重要机制是忽视事物，如果让‘明辨’学习速度太快，就会出现反常语言，正像精神分裂患者那样。”格里斯曼说。

重新训练之后，“明辨”开始出现幻觉妄想，从其存储的其他故事中提取元素，组合起来编造故事。比如有一次，它声称自己对一起恐怖爆炸事件负责。而另一次，被要求用一堆毫不相关的句子回答某个记忆时，它突然跑题，不断重复前三个句子。

格里斯曼表示，“明辨”神经网络的信息处理方式和人脑很相似，因此也可能像人脑那样崩溃掉。计算机模拟试验虽不能证明过度学习假说完全正确，却明显支持这一假说。而计算机模拟的神经网络更易控制，这类研究有望为精神类病患找到合适的临床疗法。（常丽君）

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《生物精神病学》发表论文摘要（英文）

http://www.biologicalpsychiatryj ... 11)00012-6/abstract