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数理心理学发布《2022数脑统一路线——物理脑、生物脑、心理与社会脑架构》

已有 1963 次阅读 2022-1-10 19:00 |个人分类:脑研究|系统分类:科普集锦


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导读

   对人的研究蓄积由来已久,并在“脑”的问题上汇为集成性焦点。它展开的逻辑、问题组织的溯源,关系到脑问题突破的顺利与否。基于科学性质的考察、人的研究层次的划分,我们得出了脑研究的基础问题的本质。并在这些基础问题之上,归结为三个关键科学难题:普朗克链问题、柏拉图问题、米勒沮丧问题。它也是“数理心理学”研究中几个关键成果之一。“事件”成为串联物质世界、人类认知物、神经通讯、人类认知控制逻辑闭环的底层逻辑链。事件结构的数理表达、事件属性、事件传递、事件信息、事件加工、事件因果、事件度量,事件编码等,串联起解决普朗克链问题、柏拉图问题、米勒沮丧问题的底层逻辑。也是人与脑机制核心困难逻辑的“扣点”。它构成了脑研究逻辑与层次合理性的证明。它使得人的认知的信息单元、调制、编码、思维等得以具象,神经信息载体得以物质化,心物、身心的作用与反作用、控制与反馈校正的认知闭环等“心灵”哲学关系得以物化。这一关系,也就构成了公理化关系。脑机制的公理化成为脑研究的一个终极目标。

人与物质世界的相互作用,依赖“脑”对“人”的功能控制的集成性。对“脑”的研究热潮,是人类对“人”的认知的长期孕育中,在“人”的“脑”这一分支领域的凸显、兴起。以各国脑计划推动为标志(Poo M-m et al., 2016; Amunts K et al., 2016; Jabalpurwala I., 2016; Jeong S-J et al., 2016; Martin Christopher L & Chun M., 2016; Okano H et al., 2016; Richards Linda R et al. ,2016)。

人是物理性、生物性、精神性的物质集成体。脑的功能控制的集成性,是人的三性相互作用的总协同。脑机制的认知,也就构成了物理理学、生物理学、精神理学在“人”的解释上的“普朗克链条”(普朗克,1934)。它是自然与社会科学两大理学、实验实证科学的总集成、总聚焦,是人类认知体系中的一次系统总拉动。

对“人”与“脑”研究对象的差异与区分、人的“物性-生物性-精神性”三性结构的界定、基本问题的提出、延展问题推理逻辑的清晰、各交叉学科实施逻辑的协同性等,关系脑研究突破的顺利与否。即,明确它的基础学理、基础问题、基础实验、基础工程设施,才可能实现当前自然科学与人文科学协同、理论与实验协同,挈领达纲,实现学理合理布置,击中“命脉”与“七寸”的靶向,实现脑研究突破。这依赖科学纲领性的逻辑回顾、哲学研究方法的逻辑再现、数理逻辑的突破。

1.科学属性

人类知识获取,分为三个基本阶段,并派生了三个默认纲领:古典纲领、实验实证纲领、统一性理论纲领(高闯 等,2021)。

前科学阶段,人类获取经验的主要方法是自然观察、思辨、前人经验、上帝天启。也就是“古典纲领”。由于自然事件的不可控,自然重复周期长,观察范围有限等原因,人类经验的获取效率低下,可普适性范围有限。实验实证方法升级了自然观察方式,通过反复出现的、可控实验条件,反复再现实验效应。实验的本质是从客体相互作用所诱发的(多变的)实验效应中,反推(不变的)相互作用关系、物质属性关系(高闯 等,2021)。即,研究变性中的不变性规律,这是实验实证的默认纲领。在唯象学假设和假说的基础上,建立为数不多的几个公理,来演绎唯象学假说、确立它们之间的数理逻辑关系的方法,就构成了公理化方法。它是理论构建的基本纲领,也就是“理论纲领”。

杨振宁(2003)把物理科学发展阶段划分为:实验发现阶段、唯象理论阶段、理论架构阶段和数学表达阶段。这天然与科学纲领契合。对人与脑的研究,从本质上属于唯象学阶段。公理性架构阶段亟待突破。

黑箱探测、系统与还原、对称与非对称性是物理学、生物学、心理学的哲学研究方法根基(高闯,2021)。结构与功能构成了它们共同的基础问题。

2.“人”的研究层次

以“人”为研究对象,划分为4个基本功能系统:认知系统、供能系统、运动系统、生殖系统。前三者协同,包含“心物关系”、“身心关系”。实现人与物质世界作用的“作用”与“反作用”关系,使“相互作用”构成逻辑闭环。最后者则完成繁衍。上述关系,构成人的“存在”关系。

认知系统是人的总摄,依赖神经作为通讯载体、生物器件的通讯底层。脑是这一关系的总集成,信号是认知系统表征的事件结构属性变量,信息是内容度量,个人持有的因果律是精神事件运作逻辑。

以此逻辑,在“人”的研究层次上,还原为5个结构与功能。

1)精神系统结构与功能

它是人与物质世界的相互作用中,整体的“人”在“社会因果律”的支配逻辑下,以“需求”为动力,具有运作、执行“社会事件”的功能。认知心理单元构成了它的基本结构。例如:感觉、知觉、推理、判断、决策等。它体现了人的精神性。

2)生理官能结构与功能

认知结构的任意一个单元,由生物意义的物质器件、器官构成,实现认知结构的局部功能。官能结构与功能是精神结构与功能的亚层次。它体现了人体的机械性。

3)神经环路结构与功能

生物意义的官能实现,植根于神经嵌入的通讯控制与反馈,这构成了神经环路。即包含精神事件信息流、身体内环境事件信息流、外界物质事件信息流的三流并合通讯。神经通讯结构、神经核团器件结构、事件的神经反馈、事件内容与神经编码关系、事件构型的神经表征关系,构成了神经环路结构与功能的通讯属性。

4)神经生化结构与功能

神经单元的生化机制,是神经数字信号模拟的底层。神经单元之间依赖中间神经元或离子关系建立的相互作用关系,共同促发对输入信号的模拟编码。神经的抑制、兴奋的双向控制、拮抗动力关系,也就构成了神经生化结构所具有的动力学功能。它是信息通讯的模拟属性。

5)基因结构与功能

生物意义器件的复制、噪音控制,依赖生物信息记录的基因结构和功能,它构成了人类“出厂”的设置。“设置”构成了生物的官能结构与功能产生的根源性,并进而影响了人的初始化的行为。它是人类生物性属性的体现,并可能在人的个体差异性的“质”上有所体现。这可能构成了人类不断追寻基因结构与功能的本因与动机。

3.脑科学的基础问题

基于系统与还原哲学,脑的基本问题是:脑基本结构和功能。以上述层次分为:

1)脑的精神结构与功能,本质是“精神”。精神运作的本质是“事件的因果律”。主要由心理学、哲学、社会学等人文社科来研究。

2)脑的官能结构与功能,本质是“生物材料的器件与单元”。主要由生物学、生物物理学、生物材料学等学科来研究。

3)脑的精神编码结构与功能,本质是“语言”。主要由心理语言学、计算语言学、符号学、逻辑学、离散数学等来研究。

4)脑的通讯模拟结构与功能,本质是“物质事件”属性量的结构化模拟。主要依赖信息学、编码学、认知心理学等来研究。

5)脑的通讯的结构和功能,本质是“物质事件”的“神经编码、表征、神经结构单位与环路”。主要由认知神经学、神经结构学、神经信息学、细胞生物学等来研究。

6)脑的结构与功能验证:图灵验证上述基本问题。

4.脑科学难题

上述基础问题解决的关键点,是逻辑起基础问题之上的核心科学难题、科学困难。体现在人与脑的映射问题:1)普朗克链问题(普朗克,19342)柏拉图问题(Chomsky1985)。(3米勒沮丧问题Miller2003)。

1)普朗克链问题本质:世界演化逻辑链及其扣点、人的知识逻辑链及其扣点、人的载体上的集成链及其扣点。

2)柏拉图问题本质:物质世界相互作用的事件结构编码的信息,这是三大理学的认知起源问题。

3)米勒沮丧问题本质:人的认知系统中信息流的逻辑环问题。即人的三性协同工作机制依赖信息的串联,事件信息流串联起的人的物理事件、语义事件的编码与换码,心理量的物理熵、空间熵、语义熵等度量的内在逻辑问题。其它问题则是亚层次的“术”级问题。

事件的结构、事件的属性、事件的传递、事件的信息、事件的加工、事件的规则、事件的度量,事件的编码等问题的突破,均依赖:“事件”串联起普朗克链问题、柏拉图问题、米勒沮丧问题的解决逻辑。“事件表达”是人与脑机制的核心困难、关键底层逻辑的“扣点”。

事件结构式(高闯,2021)的突破是一个关键进展。它构成了整个物质世界的对象、人类认知的对象、神经加载的对象、心理加工的对象、知识表征的对象、人与物质世界互动的自我对象。成为串联起物质世界、人类认知物、神经通讯、人类认知控制的信息链条。构成了人的运作的逻辑底层。

人的认知的信息单元、调制、编码、思维等得以具象,神经信息载体得以物质化,心物、身心的作用与反作用、控制与反馈校正的认知闭环等“心灵”哲学关系得以物化。这一关系,也就构成了公理化关系。脑机制的公理化成为脑研究的一个终极目标。

5.国外脑科学计划重点

对脑的研究,美国率先提出脑计划。它需要积蓄全球科学力量,已有中国、美国、欧盟、日本、加拿大、澳大利亚、韩国等多个国家各自提出本国脑计划。各国布置重点并不一致。

美国脑计划本质是广域脑计划,心理学、生物学、生物物理学、医学、智能工程等交叉其中。涵盖自科、社科,理论与实验科学领域。

日本大脑研究计划(Brain Mapping by Integrated Neuro technologies for Disease Studies,Brain/MINDS)关注非人类灵长类动物大脑、脑疾病的诊断等问题。欧盟人类脑计划(Human Brain Project)关注大脑的大数据分析与计算建模等。韩国脑计划(Korea Brain Initiative)关注认知和脑障碍的神经回路和脑成像等。加拿大脑计划(Brain Canada)关注脑疾病研究等。脑的理解的深入与突破,仍然需要理性观察。

“数理心理学”公布的第一期理论成果《数理心理学:心理空间几何学》(高闯,2021),遵循上述路线,寻找解决脑机制的理论关键点,标志着精神功能统一性,公布的“事件结构式”(高闯 等,2021、“认知对称性”(高闯 等,2021),是精神功能机制在理论上的突破,将极大助力脑机制的揭示与发现。

报告详细内容请见图片下方《2022数脑统一路线——物理脑、生物脑、心理与社会脑架构》pdf原件链接。

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2022数脑统一路线——物理脑、生物脑、心理与社会脑架构


2022数脑统一路线——物理脑、生物脑、心理与社会脑架构.pdf



参考文献

高闯. (2021).数理心理学:心理空间几何学. 吉林长春:吉林大学出版社.

高闯,马安然,魏薇,德力达尔.(2021).数理心理学第一公设:事件结构式.[ChinaXiv:202107.00026V2]

高闯,马安然,魏薇,德力达尔.(2021).数理心理学第二公设:认知对称性.[ChinaXiv:202108.00099] 

高闯,马安然,魏薇,德力达尔.(2021).数理心理学第一公设事件结构式演绎认知哲学的推论.[ChinaXiv:202111.00016]

M.普朗克:《世界物理图景的统一性》.莫斯科, 1966年版第183页.

杨振宁.(2003).美与物理学.武汉理工大学学报:信息与管理工程版,25(1),5.

Amunts K et al. (2016). The Human Brain ProjectCreating a European Research Infrastructure to Decode the Human Brain. Neuron ,92 574-581.

Chomsky N. (1985). Knowledge of language: Its Nature, Origin and Use. New York: Praeger.

Jabalpurwala I. (2016). Brain CanadaOne Brain One Community. Neuron ,92, 601-606.

Jeong S-J et al. (2016). Korea Brain InitiativeIntegration and Control of Brain Functions. Neuron ,92, 607-611.

Miller, G. A. (2003). The cognitive revolution: a historical perspective, Trends in Cognitive Sciences, 3,141-144.

Martin Christopher LChun M. (2016). The BRAIN InitiativeBuildingStrengtheningand Sustaining. Neuron, 92, 570-573.

Okano H et al. (2016). Brain/MINDSA Japanese National Brain Project for Marmoset Neuroscience. Neuron, 92, 582-590.

Poo M-m et al. (2016). China Brain ProjectBasic NeuroscienceBrain Diseasesand Brain-Inspired Computing. Neuron ,92, 591-596.

Richards Linda R et al. (2016). Australian Brain Alliance. Neuron,92,597-600.




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