自聯(lián)想和恒常性

我在第2章曾討論過(guò)，怎樣在整個(gè)模式并不完整且又被扭曲的情況下識(shí)別出一個(gè)模式。第一項(xiàng)能力叫作自聯(lián)想（autoassociation）：將一個(gè)模式與其自身的某一部分聯(lián)系起來(lái)的能力。模式識(shí)別器的結(jié)構(gòu)本來(lái)就支持這項(xiàng)能力。

來(lái)自低層級(jí)模式識(shí)別器的每個(gè)輸入都流向一個(gè)高層級(jí)模式識(shí)別器，每個(gè)聯(lián)結(jié)關(guān)系有一個(gè)“權(quán)重”，來(lái)表示模式中特定因素的重要性。因此，模式中的因素越重要，在考慮該模式是否應(yīng)該觸發(fā)進(jìn)行“識(shí)別”時(shí)所占的權(quán)重就越大。林肯的胡須、貓王的鬢角和愛(ài)因斯坦著名的伸舌頭動(dòng)作等，可能在我們認(rèn)識(shí)這些標(biāo)志性人物面容的模式中占很大權(quán)重。模式識(shí)別器計(jì)算概率時(shí)會(huì)考慮到權(quán)重參數(shù)。因此，如果一個(gè)或更多的元素缺失，總概率就會(huì)變低，盡管仍然可能達(dá)到閾值。就像我指出的那樣，總概率的計(jì)算（模式出現(xiàn)）比簡(jiǎn)單計(jì)算加權(quán)和要復(fù)雜得多，因?yàn)檫€要考慮數(shù)值大小參數(shù)。

如果模式識(shí)別器接收到了來(lái)自高層級(jí)模式識(shí)別器的信號(hào)——該模式是“預(yù)期的”，那么閾值就會(huì)有效降低（即使之易于完成）?；蛘撸@樣一個(gè)信號(hào)只是被簡(jiǎn)單地添加到加權(quán)輸入總量當(dāng)中，這樣就可以補(bǔ)償缺失的因素。這在每個(gè)層級(jí)都會(huì)發(fā)生，即一個(gè)模式便有多個(gè)特征缺失（例如一張臉與底層相距多個(gè)層級(jí)），也可以被識(shí)別。

在多個(gè)方面發(fā)生改變的情況下仍能識(shí)別模式的能力稱為特征恒常性（feature invariance），主要有4個(gè)處理方法。第一個(gè)方法是在大腦新皮質(zhì)在接收到感覺(jué)數(shù)據(jù)之前先對(duì)其進(jìn)行整體變換。我們將在后文專門(mén)討論來(lái)自眼睛、耳朵以及皮膚的感覺(jué)數(shù)據(jù)的傳遞過(guò)程。

第二個(gè)方法利用了皮質(zhì)模式記憶中的冗余。我們獲得了針對(duì)每個(gè)模式的許多不同視角和觀點(diǎn)，特別是對(duì)于重要的事項(xiàng)。因此許多變化都是分別存儲(chǔ)和處理的。

第三個(gè)方法是合并兩個(gè)列表。一個(gè)列表有一組我們已習(xí)得的變換，我們也許會(huì)將之應(yīng)用到某一列模式當(dāng)中。另外，皮質(zhì)也可能會(huì)將這列可能的改變應(yīng)用到另一個(gè)模式。這就是我們對(duì)隱喻和明喻這類語(yǔ)言現(xiàn)象的理解方式。例如，我已認(rèn)識(shí)到某些音位（語(yǔ)言的基本音）在口語(yǔ)中也許會(huì)缺失，例如“goin”。如果我們認(rèn)識(shí)一個(gè)口語(yǔ)新詞，例如“driving”，即便它的一個(gè)音位缺失，我們也能識(shí)別該詞語(yǔ)。盡管之前從未見(jiàn)過(guò)該詞語(yǔ)的這一形式，但我們已熟悉某些音位缺失的現(xiàn)象。此外，我們也許了解某些藝術(shù)家喜歡強(qiáng)調(diào)（通過(guò)放大）一張臉的某些元素，例如鼻子。所以雖然這張臉經(jīng)過(guò)了這種修飾，而且即使我們之前并未見(jiàn)過(guò)，我們?nèi)阅茏R(shí)別出熟悉的那張臉。特定的藝術(shù)修飾注重特別的特征，而這些特征能被基于模式識(shí)別的大腦新皮質(zhì)識(shí)別。正如前面提到過(guò)的那樣，這恰恰就是諷刺畫(huà)的基礎(chǔ)。

第四個(gè)方法源于大小參數(shù)，借助于這些參數(shù)，單個(gè)模塊可以包容多個(gè)模式實(shí)例。例如，我們聽(tīng)到過(guò)單詞“steep”很多次。正在識(shí)別這個(gè)口語(yǔ)詞的特定模式識(shí)別模塊能編碼多個(gè)實(shí)例，因?yàn)閇E]的發(fā)音持續(xù)時(shí)間發(fā)生變化的可能性很大。如果所有的詞語(yǔ)（包含[E]）模塊都有相似的現(xiàn)象，這種變化就能在[E]自身的模塊中被編碼。可是，包含[E]（或其他音位）的不同單詞會(huì)有不同程度的預(yù)期可變性。例如，單詞“peak”就不可能有像“steep”那樣拉長(zhǎng)的[E]音位。