8-2 神经元与大脑

本节课介绍了一些神经网络的背景知识。我们的大脑是一个功能非常强大的学习机器，我们可以处理图像，处理声音、处理触感，可以学习并处理各国的语言，还可以学习微积分，学习如何设计各种算法。对于计算机，我们要想让它像我们的大脑一样，就得编写很多软件、设计很多算法，才能勉强实现我们大脑的部分功能。

所以，很久之前科学家们就认识到：人类的大脑这个学习机器，会不会仅靠某一个单一的算法，就能处理大量的工作任务。那么我们是不是也可以模仿大脑设计出一种相同的、或者类似的学习机器呢？为此，科学家们做了一个实验：将某个动物的听觉神经切断，将视觉神经连接到大脑的听觉皮层上，实验结果就是：听觉皮层竟然学会了去“看”。这个实验和其他类似的实验被称为“神经重接实验”。这些实验一定程度上证明了：大脑处理各种信息的方式是相同的，即大脑很有可能只使用了某一种单一的算法，这个算法非常强大，强大到可以处理各种形式的信息。

科学家们利用这个猜想，模仿人类大脑，最终设计出”神经网络“。事实证明，神经网络相比较其他算法（如logistic回归），在处理大量信息时，具有很大的优势。

下面再介绍一个例子：

这是科学家为失明人士设计的”视觉系统“。这个系统将摄像头信号反馈到舌头上，有视觉障碍的人可以通过反馈在舌头上的信号感受外部视觉信息。它的工作原理是：通过导线，将摄像头的信号接在舌头上的电极阵列上，将视觉信号转换为电信号并映射到舌头的每一个位置上。这样，我们就可以通过舌头上的电信号变化，感受到外部的视觉信息。

此外，还有很多类似的例子，例如：失明人士可以通过特殊的培训，通过打响指等，获取周围的环境信息，实现避障等目标。这类似于回声定位。

上面这些例子，很有力地说明：不管我们给大脑接什么样的传感器，大脑都可以快速地学习传感器反馈回来的信息。也就是说，我们完全有可能设计出来类似于大脑的一种算法，可以处理各色各样的信息，学习各种各样的内容，完成各式各样的工作。