赫布定律(单身派对定律)

赫布定律,或者单身派对定律,提供了一套能够完美解释学习的微观模型:只要两个神经细胞总是差不多同时被激发,那么它们之间的联系就会被增强,这就是学习的微观解释。

如果脑袋里的两个神经细胞总是同时被激发,那它们之间的连接就可能变得更强,信号传递就可能更有效率——这就是著名的赫布定律。

我们可以假定,反射活动的持续与重复会导致神经元稳定性的持久性提升……当神经元A的轴突与神经元B很近并参与了对B的重复持续的兴奋时,这两个神经元或其中一个便会发生某些生长过程或代谢变化,致使A作为能使B兴奋的细胞之一,它的效能增强了。

这一理论经常会被总结为“连在一起的神经元一起激活”(Cells that fire together, wire together)。这可以用于解释“联合学习”(associative learning),在这种学习中通过对神经元的刺激使得神经元间的突触强度增加。这样的学习方法被称为赫布型学习(Hebbian learning)。

现在我们开始套用赫布定律的解释。

在狗的大脑中,我们可以想象有一个控制唾液分泌的神经细胞,我们可以叫它口水细胞。口水细胞能够被狗粮的气味激发,从而命令唾液进行分泌。

同时,狗的大脑中还有一个负责听铃铛声音的细胞,我们叫它铃铛细胞。这个细胞能够被铃铛的声音激发。

在学习开始之前,这个铃铛细胞和这个口水细胞,一点关系都没有。狗粮能激发这个口水细胞,让狗流口水,但是铃铛就不行。

但是,如果总是一边给狗粮一边摇铃铛,我们就可以想象,在狗的大脑中会发生这样的事:

一方面,口水细胞会被激发,因为狗粮出现了嘛;

另一方面,同时那个铃铛细胞也会被激发,因为铃声也出现了嘛。

好,现在我们再引入上面的赫布定律——两个总是同时被激发的细胞,之间的联系就会增强。

那么基于这个定律,口水细胞和铃铛细胞之间的联系,就会从无到有地建立起来。

而等到两者之间的联系强到一定程度,我们就能想象发生这样的事:一旦铃铛细胞被激发,它就能够把口水细胞也顺手给激发了。

你看,这不就是巴甫洛夫的实验中观察到的现象吗?一摇铃铛,狗就流口水。

赫布定律简单一句话的威力,居然把宏观尺度的动物行为变化,和微观尺度的神经细胞网络直接联系在了一起。

实际上,相比赫布定律,我更喜欢用“单身派对定律”这个更通俗的词。

现在很多公司和组织都会搞所谓的单身派对,让还单身的男生和女生来参加,还强行把他们安排在一起做游戏、搞活动、表演节目。

这些单身男女可能在派对之前,彼此形如路人,完全不认识。但是通过这些派对,非要把他们一对一地随机搭配在一起,还要求他们合作完成某项活动。

这些安排是有它的道理的。这样一来二去,很多男生女生之间还真能产生联系,甚至感情,真正走到一起。

你看,这不就是人类生活中的赫布定律吗?总是同时被激发的人类男女,他们彼此之间的连接强度就会被增强。

好,我们言归正传。赫布定律在提出的时候,当然仅仅是个理论猜测,但他的思想为科学家们寻找学习的微观本质,提供了最直接的指导:

如果赫布是对的,那人们应该能在学习过程中,直接观察到神经细胞之间的连接强度变化;

反过来,如果人们操纵神经细胞之间的连接强度,就应该能够增强或者破坏学习。

这些证据慢慢地积累起来,到现在,赫布定律已经被牢固地建立起来,它已经不是单纯的一个理论猜测了。

我举一个很经典的例子。生物学家们在动物大脑里找两个一前一后相连的细胞,但是它们之间连接强度很弱,激发前一个,后一个还不会被激发。

这个时候,他们给这两个细胞分别插入一根非常细的电极,往这两个细胞里面通电,人为地来激发这两个细胞。

科学家果然发现,如果总是差不多同时通电激发这两个细胞,特别是如果激发前面这个细胞的时间,比激发后面那个细胞的时间稍微提前几十毫秒,两个细胞之间的连接强度,就会得到非常明显地增强。

理论坞·有理有趣

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