可掌握人类语言的人工神经网络

2015年11月11日，据知名科技期刊PLOS ONE报道，来自意大利萨萨里大学（University of Sassari）和英国普利矛斯大学（University of Plymouth）的一组研究人员已经成功开发出了一套能够学习人类语言并和人类进行交流的认知系统。该系统全称为语言学习自适应人工神经网络系统（Aritifical Neural Network with Adaptive BehaviorExploited for Language Learning，ANNABELL）。在初始状态下，该系统只能通过和人“交谈”来学习人类语言。这项研究揭示了人类语言能力形成与发展背后的神经元活动过程。

人类大脑为何具有语言、推理和思考等复杂的认知功能？我们可能都问过自己这样的问题。目前所了解的情况是人类大脑中约有上千亿个神经元，这些神经元之间通过电信号进行信息交换。这些电信号的产生和传输机制人们也有深入了解，并且人们能通过核磁共振成像等检验性技术来了解在不同的认知活动中大脑的哪一部分更为活跃。虽然科学家们对单个神经元的工作原理以及人脑各部分的功能有具体深入的了解，但这还不足以回答本段开始提出的问题。

从20世纪60年代开始，许多研究者将人脑和电及进行类比而提出过许多模型来解释人脑为何具有复杂的认知功能，因为电脑也和人脑一样是通过电信号进行工作。但是，两者毕竟有着根本的不同，尤其是在知识学习和信息处理方面。电脑的运作是在程序的控制下严格进行，而这些程序中早已预设了各种规则，电脑正是按照这些规则来完成特定的任务。但是目前并没有证据证明人脑中也有类似的程序和规则。实际上，今天许多研究人员认为人脑只需要一点点先验性知识，并通过和环境互动就能发展出高级的认知技能。ANNABELL系统的出现充分证实了这一点。

ANNABELL系统并不需要预设语言性知识库，它通过和人交谈来学习人类语言。这主要归功于两个普适性的生物大脑机制：突触可塑性和神经门控。突触的可塑性是指突触会随着自身活动的加强而得到增强，突触的这项功能是学习和长期记忆的关键所在。神经门控是指某些神经元（双稳态神经元）可以通过其它神经元的电信号来开或关。当开的时候，这些神经元从人脑的一部分向另一部分传送电信号；否则的话，它们就不会传送这些电信号。正是基于这样的特性，人脑能够控制信息流在大脑各部分流动。ANNABELL系统也采用了类似的机制来实现相关功能。