2015年5月1日,星期五

有语言的进化模型吗? “物种内部比较计算神经科学”案例

比较神经科学 在我们的方法论心中根深蒂固。我们经常使用与系统发育相关的动物(小鼠,猫,猴子)作为模型系统来了解我们自己的大脑。 Hubel和Wiesel共同获得了诺贝尔奖“,因为他们发现了与 视觉系统” 不是“ 视觉系统”(他们的模型动物),因为我们认为进化会保留神经计算原理,包括编码策略,架构等。 我们相信,研究老鼠,猫和猴子可以教给我们关于人脑的知识。

几十年来,也许是几个世纪以来,语言科学家一直对缺乏动物语言模型感到遗憾。 实际上,这就是我们为什么视觉科学家在映射其系统的神经基础方面比我们获得更大进步的借口。 但是我们确实没有动物模型吗? 一些研究人员会很快指出,鸟鸣或 小鼠的超声波发声 可以提供有用的模型。

但是我建议我们可以通过寻找与我们语言系统的进化同源性而不是其他物种,而是在我们自己的大脑中,做得更好或至少做得更多.

这是基本思想:

(1)神经系统与其所居住的物种一样,具有悠久的进化历史。
(2)神经子系统(视觉,听觉,嗅觉,记忆,情感,社会认知,语言...)的进化不是统一的,而是更多 克鲁吉.
(3)特定子系统的演化建立在其神经计算祖先系统上。
(4)因此,就像我们在相关物种的结构或功能设计中发现可以反映其进化谱系的同源性一样,我们也应该在计算和架构中找到反映其神经计算谱系的神经同源性。

语言是一个有趣的案例,因为与其他神经系统相比,语言是最近才发展起来的。考虑到 语言发展第一阶段的最早估计在1.75 Mya范围内 更典型的估算值大致相当于100,000年前的H. Sapiens。 但是,即使我们假设语言的神经系统的基础正在发展2 Mya,也很明显,该系统是在已经非常丰富的神经计算系统的背景下发展的,该系统已经高度发展了感觉和运动,记忆,概念和社会系统。 具体来说,我们的血统与我们非常聪明的灵长类表亲(约5个黑猩猩)分开,这使我们的黑猩猩祖先与(最早的)语言进化之间至少还有300万年的大脑进化时间。

这意味着语言回路可能建立在我们自己大脑的其他系统之上,因此应该表现出同调。 这打开了通往 比较计算神经科学 语言程序:寻找非语言神经系统的线索来寻找大脑组织语言的线索。

正是这种方法导致了 语言的双流模型,它主张在语言和非语言感官系统(例如双流模型)之间建立同源组织 视力听力 (see 这里 对于类似的论点)。 最近的工作建议 语音产生中的运动控制和语言过程背后的共享计算原理 是另一个例子。 我们发现看起来像同源性的事实提供了一些证据,表明这种方法有望实现。

这并不意味着可以将语言减少到感觉运动回路,而不能超过将人类的大脑“减少”到猕猴的语言。 与神经计算表亲相比,该方法实际上与系统的专业化程度完全不可知,因此对于特定语言人群和非特定语言人群而言,该方法都可能成为有用的方法框架。 它真正说的是,我们可以通过学习听力,视力或运动控制来学习一些语言系统,就像我们可以通过学习猫来学习有关人类视觉的东西一样。

1条评论:

威廉·马汀说过...

我确实发现此方法引人注目且有充分的根据。我认为它'在这些域中寻找信息丰富的同源特性是很合理的。尤其是因为我是你的学生,但也不是大多数!

但是,这取决于我们在看什么,对吗?我与视觉共享语言行为的感觉运动特性没有问题。但是句子处理呢?我认为存在潜在的信息同源性,但是与非语言系统相比,处理句子(尤其是构建层次结构和解释句子)所涉及的步骤不像马达控制的基础那么容易。事实上,就其嵌入事物的能力而言,语法看起来与众不同 相同类型 在里面。