19
个编辑
更改
将认知地图与抽象，推理和泛化，更新为认知地图与灵活行为。用更清楚，凝练的语言表述了认知地图和关系型记忆，推理和泛化之间的关系。
==认知地图==
==认知地图==
1948年，Edward Tolman首次提出了“认知地图”的概念<ref name="Tolman, Edward C. (July 1948). "Cognitive maps in rats and men". Psychological Review. 55 (4): 189–208. doi:10.1037/h0061626. PMID 18870876." /><ref>Tolman, Edward C. (July 1948). "Cognitive maps in rats and men". Psychological Review. 55 (4): 189–208. doi:10.1037/h0061626. <nowiki>PMID 18870876</nowiki>.</ref>。最初，Tolam 尝试通过认知地图解释小鼠通过学习环境的空间布局，从而找到获取食物的捷径的行为。这种对于环境的心理表征，被称为认知地图。此外，对Tolman来说，认知地图不止是空间关系，是系统化组织的知识，范围涉及所有行为领域。也就是说，认知地图不仅是物理空间的心理表征，其也可以指一个从过去经验中构建的内部世界模型，该模型解释了事件之间的关系，并预测行动的结果[<ref>Timothy E.J. Behrens, Timothy H. Muller, James C.R. Whittington, Shirley Mark, Alon B. Baram, Kimberly L. Stachenfeld, Zeb Kurth-Nelson. What Is a Cognitive Map? Organizing Knowledge for Flexible Behavior,</ref>。
1948年，Edward Tolman首次提出了“认知地图”的概念<ref>Tolman, Edward C. (July 1948). "Cognitive maps in rats and men". Psychological Review. 55 (4): 189–208. doi:10.1037/h0061626. <nowiki>PMID 18870876</nowiki>.</ref>。最初，Tolam 尝试通过认知地图解释小鼠通过学习环境的空间布局，从而找到获取食物的捷径的行为。这种对于环境的心理表征，被称为认知地图。此外，对Tolman来说，认知地图不止是空间关系，是系统化组织的知识，范围涉及所有行为领域。也就是说，认知地图不仅是物理空间的心理表征，其也可以指一个从过去经验中构建的内部世界模型，该模型解释了事件之间的关系，并预测行动的结果[<ref>Timothy E.J. Behrens, Timothy H. Muller, James C.R. Whittington, Shirley Mark, Alon B. Baram, Kimberly L. Stachenfeld, Zeb Kurth-Nelson. What Is a Cognitive Map? Organizing Knowledge for Flexible Behavior,</ref>。
==认知地图与抽象，推理，泛化==
==认知地图与灵活行为==
认知地图的神经基础是海马-内嗅皮层系统，海马和内嗅皮层神经元其特殊的神经活动模式可以有效编码物理空间信息，通过路径整合(Path integration)寻找物理空间中的捷径，并且快速地迁移到新场景，从而让动物可以灵活适应环境。
然而 Howard Eichenbaum 发现海马不仅仅表征物理空间的信息，还在人类关系型记忆的形成中存在重要作用，<ref>Wood ER, Dudchenko PA, Eichenbaum H. (1999) The global record of memory in hippocampal neuronal activity. Nature. 397(6720):613-6.</ref><ref>Eichenbaum H, Cohen NJ (2004) From Conditioning to Conscious Recollection: Memory Systems of the Brain. Oxford University Press: Oxford, UK.</ref> 即认知地图不仅仅表征物理空间，同时也表征事物之间关系。
最近一些研究结果佐证了该观点。2016，Constantinescu和Behrens等人，通过操纵物理刺激的变化，构建上一个概念上的bird space，并发现人类Medial entorhinal cortex和Ventral medial prefrontal cortex的类网格细胞(Grid-like coding)的神经活动可以表征该二维概念空间<ref>Constantinescu, A. O., O’Reilly, J. X. & Behrens, T. E. J. Organizing conceptual knowledge in humans with a gridlike code. Science 352, 1464–1468 (2016).</ref>. 2021, Park等人的研究进一步发现人类利用二维概念空间的信息完成推理任务时，Medial entorhinal cortex和Ventral medial prefrontal cortex也会激活类网格细胞的神经活动。<ref>Park, S.A., Miller, D.S. & Boorman, E.D. Inferences on a multidimensional social hierarchy use a grid-like code. Nat Neurosci 24, 1292–1301 (2021)</ref>
这些研究证据表明人类在利用事物之间关系进行想象和推理时，海马和内嗅皮层呈现了和空间导航任务相似的神经活动，这为认知地图作为一种跨越多个领域的结构化知识的心理表征，提供了新的视角。
因此，不仅仅是物理空间信息可以被大脑组织为认知地图的形式，事物之间关系也可以被共享相同机制的认知地图所表征，从而支持人类灵活的行为。
==如何构建认知地图==
==如何构建认知地图==
认知地图负责了，如何使用计算模型对认知地图进行建模，对于构建人工智能是至关重要的。人类的推理和泛化行为依赖于对于任务内在结构的学习，这种内在结构，可以被理解为任务的状态空间（state space）。实现推理和泛化行为，需要人类对任务的状态空间中状态(state)的"位置 "进行编码，表征不同状态位置之间关系的知识，以及可以在具有共同抽象结构但不同感觉事件的任务中迁移。而这种特性与位置细胞和网格细胞在物理空间中的功能相似。[^16]