更广泛的学习定义有助于刺激跨学科研究

伊晨刚
导读 我们经常设想通过填鸭式考试或教狗坐的镜头来学习,但人类和其他哺乳动物并不是唯一能够适应环境的实体 - 鱼群,机器人,甚至我们的基因

我们经常设想通过填鸭式考试或教狗坐的镜头来学习,但人类和其他哺乳动物并不是唯一能够适应环境的实体 - 鱼群,机器人,甚至我们的基因都可以学习新的行为,Jan De Houwer和Sean Hughes(根特大学)在一篇新的心理科学视角文章中解释道。

De Houwer在接受采访时解释说,接受更广泛的学习定义,包括响应环境常规特征而开发的任何行为适应,可以帮助研究人员在心理学,计算机科学,社会学和遗传学领域进行合作。

“大多数人认为学习是某种存储新信息的机制,但这使得比较不同系统中的学习变得非常困难,因为不同的系统可能使用不同的机制来存储信息,”De Houwer说。“我们将学习定义为系统对其环境做出反应的方式的变化,即学习行为。

就像达尔文的进化论一样,De Houwer和Hughes的学习功能定义侧重于系统如何适应环境,而不管这些适应可能发生的机制如何。所讨论的“系统”可以是单个有机体,可以是生物体的一部分,例如基因或脊髓,也可以是生物群落。事实上,De Houwer补充说,进化本身可以被认为是一种学习形式,其中一种动物被视为适应其环境的系统。

“因为我们对学习的定义是'无机制的',它允许在不同系统中研究学习的科学家之间进行互动,”De Houwer说。“它打破了不同科学之间的障碍,允许思想交流,这必将促进一般的学习研究。

De Houwer和Hughes写道,除了支持不同类型系统中学习之间的比较外,这个定义还可以帮助研究人员仔细研究这些系统如何影响彼此的学习。例如,玉米植物可能会学会变得更耐旱,因为它的基因对脱水具有表观遗传反应,促使其细胞保留更多的水分,最终影响整个植物的学习行为。

De Houwer补充说,学习也可以在群体层面进行,例如在鱼群中,因为该组中一些但不是所有成员的学习。例如,在反复发现鲨鱼后,学校负责人的鱼可能会在反复发现鲨鱼后学会避免沉船,而学校后面的鱼可能会执行类似的行为,只是继续跟随前面的鱼而不了解沉船。

这种分析也可以应用于机器人和人工智能的研究。研究人员解释说,虽然每个都可以单独研究,但机器人学习如何导航障碍物的能力也取决于其算法对环境的反应。

然而,重要的是要注意,一个系统不能仅仅因为它的行为随着环境而改变而被描述为学习。De Houwer说,只有当一个系统由于环境中的规律性而改变它对刺激的反应方式时,例如反复暴露于刺激或刺激的共同发生,才能说它已经学到了一些东西。他继续说,学习研究人员研究了环境中的规律改变行为的条件。

制定学习的精确定义可以帮助科学家交流现有发现并促进新的跨学科研究,De Houwer和Hughes总结道。

“定义是为更好的科学服务的工具,”他们写道。“我们的定义允许科学家分享知识,从而探索在不同系统中学习的新方法。

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