2021年8月4日 星期三

大腦如何精準學習 史坦尼斯勒斯.狄漢 Stanislas Dehaene


1. 線蟲僅959個細胞,包括302個神經元,至少也擁有二種學習方式:習慣化和連結化。

2.孩子犯錯要立刻告訴他,錯誤的回饋非常重要。許多孩子對學習失去好奇心,因為他們的錯誤是被處罰而不是被改正。

3.學習四根支柱:一注意力,二主動參與,三錯誤回饋,四固化。

4.學習是在腦中把外在世界形成一個內在模式。

5.先天和後天不對立。如果沒有任何先天的規範(innate constraints),純粹的學習根本不存在,任何一個學習的算則多少都有一些那個領域的假設。

6.人類學習並不只是設立一個型態辨識的濾網,而是形成一個抽象的外面世界模式。

7.孩子的大腦不是一塊空白的石板,他們把天生所擁有的知識投射到外面世界時,可以非常有效地規範他們學習的抽象空間。此外,孩子能很快的學會字的意思,主要是他們能從高層次規則中,選擇有效的假設出來作為指引。

8.我們的大腦提供兩個同樣強有力的先天配備和後天學習機制,所有的知識必須來自這兩個部件:第一,一組先驗的假設,在跟環境互動前就已經存在的;第二,根據它們在真實世界的可行性,把它們做分類的能力。

9.目前的大腦功能理論就是認為大腦是一個會計算機率的電腦,可以操作機率分配,並用它們來預測尚未發生的事件。

10.嬰兒擁有驚人的能力,在很短的時間內習得語言。上天設定在他們大腦中的,不是語言本身,而是習得語言的能力。

11.我們天生的能力是去學習任何語言的本能,這個本能是無法壓抑的,一個本來沒有語言的民族,經過好幾代以後也會發展出語言來。

12.弓狀束(arcuate fasciculus)連接顳葉和頂葉的語言區到前腦的布羅卡區。對右撇子而言,他們左腦的弓狀束比較大,專門用來處理語言。

13.每一個突觸都是一座小化工廠,廠內的許多元素在學習的過程中可以改變:囊泡的數目、大小、受體的多寡、它們的效率、甚至突觸的大小和形狀,這些參數影響電流從突觸傳到突觸後的強度,它們提供了學習到訊息的儲存空間。

14.如果突觸前神經元活化,而突觸後神經元在幾個毫秒後也活化的話,那麼它們之間的突觸被強化了,將來它們兩個神經元之間的轉換會更有效率。

15.一旦突觸的記憶形成後,神經元就可以休息了。當它們停止發射記憶保持冬眠狀態,潛意識但銘刻在神經元的迴路上,將來一個外在線索就足以引發原來迴路中一連串的神經元活動。

16.工作記憶可以使我們暫時記住它們而不需要寫下來。這種記憶主要是基於神經元活動型態的維持。一旦注意力被別的東西吸引,這些活化的神經元連線也就消失。

17.事件記憶:大腦皮質下深處的海馬迴登錄著我們每天的生活。

18.語意記憶:記憶並不會永遠停留在海馬迴。晚上睡覺時,大腦將白天發生的事情重新整理,把它們移到皮質的某個地方去;在那裡記憶被轉換成永久的知識。

19.程序記憶:重複同樣的動作。程序記憶主要儲存在皮質下的基底核(basal ganglia)。

20.人類視覺皮質突觸的過度製造大約是在兩歲時達到尖峰。聽覺皮質是三到四歲,而前額皮質是五到十歲的時候達到頂峰。在大腦發育的過程中,樹突會因神經元的活動而被修剪,有用到的神經元則被保留起來。

21.執行注意相當於我們平常說的「專注力」或「自我控制」。這個系統不是孩子生下來就有,差不多要花十五到二十年的時光,它們的前額葉皮質才會成熟。

22.大人在做任何動作之前,如果先看著孩子,就大大的啟動了他的學習模組。

23.所有孩子學習的基本機制是相同的:專注力、主動參與、錯誤的仔細校正以及明確的教學。

24.自我測試是最好的學習策略,因為它迫使我們覺知自己的錯誤。在學習外國語文時,最好先學習生字,然後再測驗自己學到了多少,這個錯誤回饋比只是不斷的複誦單字效果好。

25.熟能生巧,時間久了我們就可以毫不費力的一邊做一邊說話,或一邊想其他的事情。重複的練習把這個控制權從前額葉皮質轉到了運動皮質區,尤其是基底核(basal ganglia)。

26.所有學生必須努力學習,只要努力一定有進步,學生要有「成長心態」,而不是「固定心態」。學習是辛苦的,天道酬勤,地道酬善,學道酬苦。




心得
20210730
    本書也是由前書推薦,可能是中研院士,對於人腦認知的理論,進行進一步閱讀。學習有許多定義,最首先也最基本,就是形成一個外在世界的內在投影。我們與AI不同是我們是建構一個模式,一個世界,而不是辨識一個形體。其他定義還包括調整心智模式的參數、減少犯錯、探索各種可能性。每種都是定義,也是重要的目的。外在環境永遠在變,所以學習是沒有止境的。四個學習的支柱,注意力、主動參與、錯誤回饋、固化,很高興四者我「差不多」都有。腹內胎兒在第二孕期就有聽力了,其實那時已在學習語言,解開我以前的問題,出生即移居到外國的人,為何後來學習本國的語言仍然快速,因為在腹內時已印在腦中了。
    要教導孩子的時候,要注視他的眼睛。
    整本書的重點在於學習的四個支柱,另外我認為重複學習從前額葉皮質轉到基底核、工作記憶來自於神經元的激化,這些機制也是有趣的。適當、正確的睡眠相當重要,NREM統合白天的經驗,正好呼應前本書的內容。最後,學習的深化來自於不斷的固化,包括定時複習與睡眠,它會改變突觸構造。學習是沒有一蹴可及的。注意力、興趣、主動都很重要,才能加強突觸的改變。學道酬苦的確是,這句話第一次聽到竟然是從洪蘭教授中,改變了我對洪蘭的看法。

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